武汉植物园在芸香科植物飞龙掌血的比较基因组学、生物地理学研究中取得进展

2022-02-24 09:02:44 来源：今日健康网作者：分享：

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　　　　研究论文以“ Comparative Genomics, Phylogenetics, Biogeography, and Effects of Climate Change on Toddalia asiatica (L.) Lam. (Rutaceae) from Africa and Asia ”为题发表于期刊 P lants 上

　　飞龙掌血属隶属于芸香科（Rutaceae），仅含飞龙掌血一种。该属植物与同科中的黄檗属、吴茱萸属、花椒属等类群植物都能产生生物碱。飞龙掌血广泛分布于非洲、亚洲，其根和茎含有小檗碱，具有重要药用价值。

　　武汉植物园东非植物区系和分类学科组的研究人员通过对采自肯尼亚的飞龙掌血样品进行了叶绿体基因组测序和分析。经利用叶绿体基因组数据构建可靠系统发育框架，进行生物地理历史分析，揭示了气候改变、生物地理历史在物种分布和演化中的影响。本研究结果对于研究芸香科植物的种群遗传学和生物地理学具有重要指导意义。

　　研究结果表明：（1）飞龙掌血叶绿体基因组大小为158508 bp，有一个大的单拷贝（LSC）区，SSC和两个反向重复（IR）区。该基因组包含113个基因（图1，2）。（2）比较基因组学分析显示基因排列具有高度相似性；trnH-psbA、rpoB和ycf1可用于有效的遗传标记。（3）系统发育分析支持将飞龙掌血属（Toddalia）和花椒属（Zanthoxylum）合并，飞龙掌血的拉丁名由原来的“Toddalia asiatica”修订为“Zanthoxylum asiaticum”（图3）。（4）生物地理学研究表明，飞龙掌血属植物起源于亚洲，而后扩散到非洲和马达加斯加等地（图4）。

　　研究论文以“Comparative Genomics, Phylogenetics, Biogeography, and Effects of Climate Change on Toddalia asiatica (L.) Lam. (Rutaceae) from Africa and Asia”为题发表于期刊Plants上。研究工作得到了中国科学院国际合作项目(151853KYSB20190027)、国家自然科学基金(31970211)、中科院中非联合研究中心(SAJC202101)的资助。肯尼亚籍学生Elizabeth Syowai Mutinda为第一作者，胡光万研究员为通讯作者。

　　论文链接

图1 飞龙掌血属植物质体基因图谱

图2 飞龙掌血属质体大单拷贝、小单拷贝，SSC，和反向重复（IR）区域边界比较

图3 基于最大似然法和贝叶斯推断法构建系统发育树

图4 飞龙掌血分布模型图