不丹特有柠檬香茅(Cymbopogon bhutanicus)叶绿体基因组从头组装及其生态适应性、系统发育与保护意义研究

本研究针对不丹特有经济植物Cymbopogon bhutanicus的物种界定与保护需求，通过整合叶绿体基因组(de novo组装)与Sentinel-2遥感技术，首次完成该物种139,701 bp完整质体基因组图谱(含87个蛋白编码基因)，揭示其与C. citratus的100% bootstrap支持率近缘关系，并结合NDVI(0.5974)、EVI(0.3356)、SAVI(0.3300)等植被指数证实其对阳光充足、排水良好微生境的生态偏好，为喜马拉雅地区特有植物资源保护提供分子生态学新范式。

　　

在喜马拉雅山脉东麓的不丹王国，生长着一种具有浓郁柠檬香气的特有草本植物——Cymbopogon bhutanicus Noltie。这种被当地人称为"solo baang"的禾本科植物，不仅是传统精油提取的重要原料，更因其狭窄的地理分布(仅见于海拔700-1500米的Mongar、Lhuntse和Trashigang地区)而成为生态保护的旗舰物种。然而，气候变化与人类活动的双重压力正威胁着这一珍贵资源，而传统的形态学分类方法难以精确界定其系统发育地位和生态适应性机制。

为破解这些科学难题，Sherubtse学院的研究团队在《Ecological Genetics and Genomics》发表了开创性研究。该工作采用多学科交叉策略，通过Sentinel-2卫星遥感获取2018-2023年植被指数数据，结合叶绿体基因组从头组装技术，首次绘制了这种不丹特有植物的全质体基因组图谱，并解析了其独特的生态适应特征。

关键技术包括：(1)基于Sherichhu地区(27.25952°N, 91.40823°E)采集的凭证标本(SCH280)，采用Illumina测序平台进行叶绿体基因组de novo组装；(2)利用2km缓冲区内Sentinel-2影像计算NDVI、EVI、SAVI等植被指数；(3)通过最大似然法构建包含IR(反向重复区)、LSC(大单拷贝区)、SSC(小单拷贝区)序列特征的系统发育树。

【Study area and geospatial analysis】
研究团队在Sherichhu地区建立精确的地理参考点，通过2km半径缓冲区分析显示该区域植被健康指数显著(NDVI均值0.5974±0.1780)，证实C. bhutanicus偏好植被覆盖度中等但微生境异质性高的向阳坡地。

【Description of species habitat using satellite data】
卫星遥感数据与野外观察一致表明，该物种在EVI 0.3356、SAVI 0.3300的开放环境中生长最佳，其分布受地形湿度梯度调控，规避郁闭林冠区域。

【Discussion】
139,701 bp的叶绿体基因组(GC含量38.46%)包含81,663 bp LSC、12,510 bp SSC和两个22,764 bp IR区域，注释到129个功能基因。系统发育分析显示其与C. citratus和C. flexuosus形成100%支持率的单系群，而密码子使用偏性分析揭示了环境适应相关的选择压力特征。

【Conclusion】
该研究首次建立不丹特有柠檬香茅的"基因组-生态"关联模型，不仅为Poaceae系统发育研究提供新的分子标记，其创新的"遥感+基因组"双轨研究范式更可为喜马拉雅地区生物多样性保护提供技术模板。特别值得注意的是，质体基因组中鉴定的87个蛋白编码基因和34个tRNA基因，为后续精油生物合成途径的解析奠定了分子基础。

这项研究的科学价值在于：一方面通过高精度植被指数(如NDVI标准差0.1780反映的微生境异质性)量化了物种的生态位特征；另一方面，完整的叶绿体基因组数据填补了东喜马拉雅特有植物分子数据库的空白。这些发现对实施《不丹生物多样性法案》下的保护策略具有直接指导意义，也为全球气候变化背景下的高山植物适应性进化研究提供了新视角。