首报臭苹婆(Sterculia foetida)叶绿体全基因组特征及其在锦葵科系统发育分析中的应用价值

本研究首次完成锦葵科重要经济树种臭苹婆(Sterculia foetida)叶绿体全基因组测序（162,637 bp，GC含量36.68%），揭示其包含130个功能基因（85 PCGs、8 rRNAs、37 tRNAs）的典型四分区结构。通过比较基因组学分析，发现臭苹婆与同属植物S. pexa亲缘关系最近（bootstrap支持率100%），为锦葵科植物系统发育研究提供了重要分子标记资源，对药用植物资源开发具有重要参考价值。

　　

Abstract

臭苹婆(Sterculia foetida L.)作为锦葵科重要经济树种，在热带地区具有广泛的食用、药用及生物柴油应用价值。本研究首次报道其完整叶绿体基因组序列，揭示其基因组结构特征及系统发育地位。

Introduction

臭苹婆在亚洲多国被称为"Java olives"或"Sam-rong"，其掌状复叶和椭圆型蒴果具有典型形态特征。该植物不仅种子可食用，更在药物递送系统、抗菌抗癌治疗中展现潜力。同属植物如S. nobilis和S. urens等均具有重要经济价值，但此前缺乏臭苹婆基因组层面的系统研究。

Materials and methods

研究团队在广西崇左（106.79505°E, 22.34618°N）采集样本，采用改良CTAB法提取DNA，通过Illumina NovaSeq 6000平台完成测序。使用SPAdes v3.11.0进行基因组组装，PLANN软件注释基因功能。系统发育分析纳入20个物种的叶绿体全基因组数据，采用MAFFT v7.490比对序列，IQ-TREE构建最大似然树（GTR+F+G4模型）。

Results

臭苹婆叶绿体基因组呈现典型四分区结构：大单拷贝区(LSC)91,324 bp、小单拷贝区(SSC)20,347 bp、两个反向重复区(IRs)各25,483 bp。共注释130个基因，包含17个含内含子基因，其中clpP1和pafI含双内含子。比较分析显示其基因组长度较同属其他物种长1465-2459 bp。

系统发育树显示，臭苹婆与S. pexa形成高支持率姐妹群（100% bootstrap），且具有相同掌状复叶特征。锦葵科内部分支显示，Heritiera属与Sterculia属亲缘关系较Firmiana属更近。

Discussion and conclusions

研究首次解析臭苹婆叶绿体基因组特征，其异常长度可能源于非编码区或IR区扩展。形态与分子证据共同支持臭苹婆与S. pexa的密切关系。该基因组数据为后续分子标记开发、锦葵科系统发育重建及药用资源开发奠定基础。

Ethical approval

所有材料采集使用均符合国际国内规范，未对生态环境造成影响。

Data availability

基因组数据已存入NCBI（登录号PP417914），相关编号为PRJNA1095020、SRR28520197、SAMN40711818。