基于完整叶绿体基因组的中国柽柳属物种的系统发育研究及准确鉴定

《BMC Plant Biology》：Phylogenetic study and accurate identification of Tamarix species in China based on complete chloroplast genomes

　　

摘要

背景

Tamarix属植物在沙漠改造和气候改善中发挥着重要作用，占柽柳科（Tamaricaceae）植物的近75%。然而，由于它们高度的形态变异性和易发生种间杂交的特性，Tamarix属仍然是被子植物中分类最为混乱的属之一，这严重阻碍了Tamarix属植物在沙漠地区生态恢复项目中的应用。中国是受荒漠化影响最严重的国家之一。因此，本研究旨在比较中国境内不同Tamarix物种的叶绿体基因组，阐明它们的系统发育关系，并确定用于物种鉴定的分子标记。

结果

在本研究中，我们获得了16种Tamarix植物的完整叶绿体基因组（CPGs），其中24个是首次测序得到的新基因组。共鉴定出1,650个与非SSR相关的插入/缺失（indels）序列和1,428个与非插入/缺失无关的SSR序列，其中单核苷酸SSR序列最为常见。使用mVISTA进行的比较分析显示，Tamarix属植物的叶绿体基因组具有较高的序列相似性，表明这些基因组具有很强的保守性，但（OR619632）除外。总体而言，反向重复（IR）区和编码区比单拷贝区和非编码区更具保守性。一些基因间区域的变异程度高于常用的通用DNA标记。系统发育分析强烈支持Tamarix属为单系群，同时将两个Myricaria样本作为外群。

结论

通过分析35个叶绿体基因组，我们重建了Tamarix属的清晰系统发育树。分支长度和支持值的变化为该属内部的物种关系提供了新的见解。本研究生成的基因组资源为未来关于Tamarix属的群体遗传学、物种鉴定和保护工作奠定了宝贵的基础。