生物多样性 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (5): 25475. DOI: 10.17520/biods.2025475 cstr: 32101.14.biods.2025475
王姗姗1,2, 刘琦2,3, 李玉2, 王天瑞2, 戴锡玲3, Gregor Kozlowski2,4,5, 许瑾1*, 宋以刚2*
Shanshan Wang1,2, Qi Liu2,3, Yu Li2, Tianrui Wang2, Xiling Dai3, Gregor Kozlowski2,4,5, Jin Xu1*, Yigang Song2*
1 School of Urban Construction and Ecological Technology, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China
2 Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on East China Plant Conservation and Utilization, Shanghai Chenshan Botanical Garden, Shanghai 201602, China
3 College of Life Sciences, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China
4 Department of Biology and Botanic Garden, University of Fribourg, Fribourg 1700, Switzerland
5 Natural History Museum Fribourg, Fribourg 1700, Switzerland
摘要: 叶绿体基因组因其结构保守、母系单亲遗传以及拷贝数高等特点, 曾被广泛应用于植物物种的识别、界定以及系统发育关系的重建。然而, 叶绿体基因组无法有效反映花粉介导的基因流, 对遗传漂变较为敏感, 且容易受到不完全谱系分选和杂交事件的影响。因此, 在植物鉴定和种群演化历史研究中, 如果仅依赖叶绿体基因组证据, 可能导致结论存在偏差或不够全面。本研究对枫杨属(Pterocarya)的7个个体进行了叶绿体全基因组测序、组装与注释, 并结合已发表数据开展了比较基因组与系统发育分析。结果显示, 叶绿体基因组长度介于160,176–160,318 bp, 均具典型四分体结构, 编码131个基因(86个蛋白编码基因、8个rRNA和37个tRNA)。简单重复序列(SSRs)位点数量为87–96个, 以单核苷酸重复为主。比较基因组分析结果表明, 枫杨属物种间的叶绿体基因组整体呈现高度保守性, 其中, 反向重复区和编码区的序列保守性高于单拷贝区和非编码区。值得注意的是, 在编码区中, ndhF基因的序列变异程度显著高于其他蛋白编码基因。系统发育分析结果显示, 基于不同数据分区(全基因组、蛋白质编码序列、高变区与滑窗)构建的系统树呈现2–5分支的多种拓扑结构。枫杨(P. stenoptera)、甘肃枫杨(P. macroptera var. macroptera)和华西枫杨(P. insignis)等物种个体在不同分析中均出现谱系混杂与跨分支分布现象。这些结果表明, 叶绿体基因组在解析枫杨属物种鉴定及生物地理历史方面存在明显局限, 单纯依赖其数据易导致系统性偏差。因此, 未来的植物系统发育研究有必要整合核基因组数据并采用多物种溯祖分析方法, 以实现更准确的物种鉴定与演化关系重建。