黄精属(天门冬科)生物系统学研究VII：质体基因组系统发育与核型进化揭示染色体数目减数变异机制

为解决黄精属(Polygonatum)物种内染色体基数(x=8–15)和核型极端变异的演化机制问题，研究人员通过71份样本的质体基因组(160,134 bp)构建系统发育树，结合ChromEvol和BayesTraits分析，首次揭示该属祖先染色体基数为x=15/16，经历下行非整倍性(dysploidy)减数演化至x=8，并发现大中间着丝粒染色体对的9次丢失与2次重建现象。该研究为解释黄精属物种多样性形成提供了染色体结构变异新视角。

　　

黄精属(Polygonatum)作为天门冬科(Asparagaceae)的明星类群，其染色体基数(x)在8至15之间疯狂蹦极，核型变异更是堪比万花筒。这项研究如同给基因组装上了时光机——通过71个样本(含44种黄精属植物+4个杜若属(Disporopsis)+2个异黄精属(Heteropolygonatum)外群)的完整质体基因组(160,134 bp)测序，首次绘制出精细的系统发育图谱。

分析显示，黄精属的祖先可能揣着x=15/16的"染色体大礼包"，在演化过程中通过下行非整倍性(dysploidy)这种"减法游戏"，一路精简到x=8。更有趣的是，祖先核型中的"巨无霸"——大中间着丝粒染色体对，在演化史上玩起了捉迷藏：丢失9次又奇迹般回归2次。这种复杂的染色体洗牌(Robertsonian重排只是冰山一角)与持续减数变异，或许正是黄精属能孕育出如此多物种的"基因组魔术"。