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研究人员对委陵菜属和仙女木属 19 种植物质体基因组测序分析，明确其结构特征与亲缘关系，为植物分类提供依据。
在植物的奇妙世界里，委陵菜属（Potentilla L.）和仙女木属（Dasiphora L.）是蔷薇科中颇为神秘的存在。它们大多是多年生草本植物，偶尔也会化身一年生植物或灌木，主要分布在北半球的温带地区。这些植物不仅有着独特的形态，还具有重要的药用价值。然而，长期以来，它们的分类一直是植物学界的难题。过去，仙女木属曾被归在委陵菜属内，后来虽依据形态差异独立成属，但关于这两个属的界限以及物种的划分，始终存在争议。随着 DNA 分子标记技术的发展，人们对它们的遗传关系有了新的认识，但基于全质体基因组和核核糖体 DNA（nrDNA）对两者之间核质冲突的综合分析仍十分有限。
为了揭开委陵菜属和仙女木属的神秘面纱，来自中国科学院西北高原生物研究所、青海大学、中国科学院大学等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Plant Biology》上，为解决这两个属的分类争议提供了重要线索。
研究人员运用了多种先进技术方法。在样本处理上，从野外采集新鲜叶片，用硅胶干燥后提取 DNA，经纯化获得高质量的测序数据。在基因组分析方面，使用 GetOrganelle 软件对测序数据进行组装，构建出质体基因组；借助 CPGAVAS2 和 tRNAscan - SE 2.0 等工具进行注释，确保基因信息准确；利用多种软件和在线工具，对密码子使用、重复序列、基因组结构变异等进行全面分析。同时，通过获取 nrITS、nrETS 和线粒体基因序列，进行多数据集的系统发育分析。
研究结果丰富多样。在质体基因组特征上，24 种植物的质体基因组长度在 152,883bp（D. parvifolia p158）到 156,461bp（P. potaninii p5）之间，呈现典型的四分体结构，包含 84 个蛋白质编码基因、37 个 tRNA 基因和 8 个 rRNA 基因。GC 含量在不同区域分布不均，IR 区域最高。基因组成和结构高度保守，但仙女木属的 rpl2 基因均缺失一个内含子。在密码子使用上，共鉴定出 64 个编码 20 种氨基酸的密码子，亮氨酸（Leu）的 RSCU 值最高，半胱氨酸（Cys）最低，近一半的密码子 RSCU>1 且以 A 或 U 结尾。重复序列分析发现，SSRs 和长重复序列在不同物种间存在差异，为开发新的分子标记提供了可能。比较基因组分析显示，LSC 和 SSC 区域比 IR 区域分化程度高，非编码区比编码区变异大，还确定了 7 个高变区域，可作为分子标记。选择性压力分析表明，多数质体基因在进化过程中受到纯化选择。
系统发育分析是研究的关键部分。研究人员基于 8 个数据集，运用最大似然法（ML）和贝叶斯推断法（BI）重建了 24 种植物的系统发育关系。nrDNA 数据分析中，Dasiphora 的单系性得到高置信度支持，但 P. multicaulis 93 和 P. tanacetifolia 99 的聚类位置与 Potentilla 属内其他物种不同。线粒体基因数据分析显示，Potentilla 和 Dasiphora 均非单系。而质体基因组数据的分析结果最为可靠，Potentilla 和 Dasiphora 分别聚为两个主要分支，有力支持了它们的单系性。
综合研究结论和讨论，此次研究成功解析了委陵菜属和仙女木属质体基因组的结构和特征，明确了 7 个可变区域可作为区分两属的分子标记。系统发育分析进一步确认了两属的单系性，同时发现核基因和质体基因的系统发育树存在冲突，推测可能是种间杂交或不完全谱系分选导致的。这一研究成果为委陵菜属和仙女木属植物的分子鉴定和系统发育研究奠定了坚实的理论基础，也为后续深入研究植物的进化历程和分类关系提供了重要参考。未来，研究人员可进一步纳入核基因组数据，更全面地探究系统发育冲突的根源，从而更深入地理解植物的进化奥秘。
