马尔斯登尼亚族（夹竹桃科：萝藦亚科）质体的系统基因组学与比较分析：揭示质体特征及属间关系，重点关注亚洲地区的属

《BMC Plant Biology》：Phylogenomic and comparative analyses of plastomes of the tribe Marsdenieae (Apocynaceae: Asclepiadoideae): insights into plastome characteristics and generic relationships with an emphasis on Asian genera

　　

摘要

背景

Marsdenieae族是夹竹桃科（Apocynaceae）Asclepiadoidee亚科中的五个族之一。迄今为止，Marsdenieae族（夹竹桃科）内质体的进化动态及其系统发育关系仍知之甚少，尤其是在由反向重复序列（IR）边界变化驱动的结构多样性方面。本研究旨在通过分析IR边界动态、重复序列特征和系统发育信号，阐明质体结构的进化历史并完善Marsdenieae的分类框架。

结果

本研究利用系统基因组学方法和祖先状态重建技术，分析了76个Marsdenieae族的质体，以研究质体结构变异及其进化轨迹。通过EM Mantel检验和Delta统计方法评估了与IR边界变化相关的系统发育信号。尽管Marsdenieae族的质体保持了保守的四部分结构，但它们的大小存在显著差异（156,364–179,121 bp），主要受IR扩展的影响。共鉴定出五种IR边界类型（I–V），其中类型III被认为是祖先状态；类型IV进一步分化为三种亚型（Ⅳa、Ⅳb和Ⅳc），分别对应不同的支系（支系A1、A2和A5）。质体系统发育分析支持Marsdenieae内的两个主要支系，但发现Hoya、Marsdenia和Dregea属存在非单系性；另外两个亚洲单型属Sinomarsdenia和Dolichopetalum也被确认为独立属。此外，基于分子和形态学证据，我们建议将Gongreos合并到Sinomarsdenia中。此外，亚洲的Marsdenia物种分化为两个亚支系，而Dregea sinensis形成了一个与核心Dregea类群明显分离的支系，表明这些群体之间存在明确的系统发育分歧。

结论

IR边界动态是Marsdenieae族质体多样性的关键因素，IR结构变化与系统发育信号高度一致，从而支持了相应的分类修订。然而，Hoya及其相关属内的复杂关系凸显了仅依赖质体数据的局限性，强调了未来需要将核基因组数据与形态学和生物地理学证据相结合的必要性。本研究加深了我们对夹竹桃科质体进化的理解，并强调了解决Marsdenieae族中亚洲属多系性和完善属界线的紧迫性。

背景

Marsdenieae族是夹竹桃科（Apocynaceae）Asclepiadoidee亚科中的五个族之一。迄今为止，Marsdenieae族（夹竹桃科）内质体的进化动态及其系统发育关系仍知之甚少，尤其是在由反向重复序列（IR）边界变化驱动的结构多样性方面。本研究旨在通过分析IR边界动态、重复序列特征和系统发育信号，阐明质体结构的进化历史并完善Marsdenieae的分类框架。

结果

本研究利用系统基因组学方法和祖先状态重建技术，分析了76个Marsdenieae族的质体，以研究质体结构变异及其进化轨迹。通过EM Mantel检验和Delta统计方法评估了与IR边界变化相关的系统发育信号。尽管Marsdenieae族的质体保持了保守的四部分结构，但它们的大小存在显著差异（156,364–179,121 bp），主要受IR扩展的影响。共鉴定出五种IR边界类型（I–V），其中类型III被认为是祖先状态；类型IV进一步分化为三种亚型（Ⅳa、Ⅳb和Ⅳc），分别对应不同的支系（支系A1、A2和A5）。质体系统发育分析支持Marsdenieae内的两个主要支系，但发现Hoya、Marsdenia和Dregea属存在非单系性；另外两个亚洲单型属Sinomarsdenia和Dolichopetalum也被确认为独立属。此外，基于分子和形态学证据，我们建议将Gongreos合并到Sinomarsdenia中。此外，亚洲的Marsdenia物种分化为两个亚支系，而Dregea sinensis形成了一个与核心Dregea类群明显分离的支系，表明这些群体之间存在明确的系统发育分歧。

结论

IR边界动态是Marsdenieae族质体多样性的关键因素，IR结构变化与系统发育信号高度一致，从而支持了相应的分类修订。然而，Hoya及其相关属内的复杂关系凸显了仅依赖质体数据的局限性，强调了未来需要将核基因组数据与形态学和生物地理学证据相结合的必要性。本研究加深了我们对夹竹桃科质体进化的理解，并强调了解决Marsdenieae族中亚洲属多系性和完善属界线的紧迫性。