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　　廣義蕁麻族（Urticeae sensu lato）包括12屬共220余種，是蕁麻科（Urticaceae）一個中等大小的族。該族植物以其獨特的刺毛以及藥用、食用和紡織等經(jīng)濟價值而聞名，具有很高的研究價值。然而，由于前人研究在取樣和分子標記等方面的局限性，我們對蕁麻族內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系仍知之甚少。 

　　近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖團隊依托中國西南野生生物種質(zhì)資源庫，通過基因組淺層測序獲得蕁麻族中已知全部屬的質(zhì)體基因組，探討了其大小和結(jié)構(gòu)變異。研究發(fā)現(xiàn)，蕁麻族植物的質(zhì)體基因組為典型的被子植物四分體結(jié)構(gòu)，大小在145~161 kb之間，編碼110~112個基因。在質(zhì)體結(jié)構(gòu)方面，重點關(guān)注了反向重復(fù)序列（IR）的擴張和收縮，trnN-GUU基因的倒位，rps19基因和rpl2內(nèi)含子的丟失，以及多種重復(fù)類型的出現(xiàn)等變異。該研究鑒定了未來可用于該族植物DNA條形碼研究的11個高度變異區(qū)域，這些變異可應(yīng)用于分類學(xué)、分子標記開發(fā)、群體遺傳學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育等方面的研究。 

　　在此基礎(chǔ)上，基于該族12屬58種共90個個體的基因組淺層測序數(shù)據(jù)，組裝了葉綠體基因組和核糖體大亞基（nrDNA）序列，并據(jù)此重建了蕁麻族內(nèi)部的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。通過結(jié)合GenBank已公開的數(shù)據(jù)，一共獲取了蕁麻族12屬130種植物的trnL-F和ITS序列開展了更大范圍的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系重建分析。結(jié)果顯示，葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析在很大程度上理清了蕁麻族內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，支持該族為單系類群，并且發(fā)現(xiàn)該族除了艾麻屬（Laportea）、Urera和蕁麻屬（Urtica）外，其余屬均為單系。此外，分析結(jié)果也對以往有爭議的分支有了清晰的闡明，即：（1）蝎子草屬是Dendrocnide-Discocnide-Laportea-Nanocnide-Zhengyia-Urtica-Hesperocnide分支的姐妹類群；（2）錐頭麻屬是狹義Urera的姐妹類群?；?/span>ITS和trnL-F序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹支持率相對較低，但與葉綠體基因組和核糖體大亞基建樹的結(jié)果基本一致。該研究明晰了基因組淺層測序在厘清蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的潛力，為蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系重建提供了新證據(jù)，并為該族的生物地理學(xué)研究打下堅實基礎(chǔ)。 

　　該研究成果以Deep insights into the plastome evolution and phylogenetic relationships of the tribe Urticeae (family Urticaceae)為題在線發(fā)表于國際植物學(xué)期刊《植物科學(xué)前沿》（Frontiers in Plant Science）。中國科學(xué)院昆明植物研究所肯尼亞籍碩士研究生Catherine A. Ogoma為論文第一作者，吳增源副研究員和李德銖研究員為通訊作者。本研究得到了中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項（XDB31000000）、國家自然科學(xué)基金項目（31970356, 41571059, 41971071）和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會（2019385）等的資助。 

　　文章鏈接 

圖1 基于質(zhì)體基因組和nrDNA構(gòu)建的蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系 

圖2 蕁麻族質(zhì)體基因組結(jié)構(gòu)變異分析。A，蕁麻族代表種和它們對應(yīng)的重復(fù)類型（分散，回文，串聯(lián)和SSR）之間的關(guān)聯(lián)； B，串聯(lián)、回文和分散重復(fù)出現(xiàn)的頻率； C，6個SSR核苷酸的數(shù)量； D，蕁麻族質(zhì)體基因組中最豐富的7個SSR序列。