吊蘭屬(Chlorophytum),是一個物種較多而又極為復雜的屬,隸屬于天門冬科(Asparagaceae),包含215種,6亞種,14變種,具有重要的觀賞和藥用價值,特別在園藝上,占據著重要地位。新一代測序技術使得基因組測序成本急劇下降,每年都有大量物種的葉綠體基因組信息被揭開,數據被廣泛應用于植物系統學研究。當前,吊蘭屬葉綠體全基因組數據有限,在NCBI數據庫中僅有C. rhizopendulum一種,制約了本屬植物的系統發育研究。
中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室、武漢植物園東非植物區系與分類學科組為對肯尼亞和東非的吊蘭屬植物進行全面的分類和系統發育研究,并以期在《肯尼亞植物志》的編研過程,能對肯尼亞吊蘭屬植物進行科學的分類處理,安排了肯尼亞籍學生Jacinta N. Munyao對肯尼亞吊蘭屬植物開展相關研究。近期,研究團隊首次解析了采自肯尼亞的兩種吊蘭(Chlorophytum comosum和C. gallabatense)的葉綠體全基因組。C. comosum和C. gallabatense的基因組全長分別為154,248 bp和154,154 bp,呈現典型的四分結構,兩個物種均編碼112個基因,其中包含78個蛋白質編碼基因,30個tRNA基因以及4個 rRNA基因,基因圖譜如圖1所示。與同科物種相比較,注釋到的基因個數,GC含量,和密碼子的使用情況等具有較高的相似性。研究發現,核苷酸多樣性最高的區域是rps12/clpP和rps15/ycf1,可作為天門冬科物種鑒定和系統發育的潛在標記。研究還發現,吊蘭屬物種失去了rps19基因。基于葉綠體全基因組數據的重建的系統發育樹如圖2,結果支持吊蘭屬與圓果吊蘭屬的Anthericum ramosum互為姐妹類群。該研究為吊蘭屬的葉綠體基因組提供了重要的數據,對東非吊蘭屬的系統發育分析和分類系統整理具有重要作用。
研究成果以“Complete Chloroplast Genomes of Chlorophytum comosum and Chlorophytum gallabatense: Genome Structures, Comparative and Phylogenetic Analysis”為題,近期在國際學術期刊《plants》上發表。該學科組的肯尼亞籍學生Jacinta N. Munyao和中國籍學生董翔為論文共同第一作者,胡光萬研究員為通訊作者,學科組多名學生參與此項研究。
論文鏈接:https://www.mdpi.com/2223-7747/9/3/296
圖1 Chlorophytum comosum和Chlorophytum gallabatense的葉綠體基因組圖譜
圖2 基于葉綠體全基因組數據構建的系統發育樹