亚洲钙生假山芥（Boechera calcarea）的基因组学证据与分类学重定位：揭示十字花科Arabideae tribe的演化新线索

本研究通过整合细胞遗传学（2n=16核型分析）、系统发育学（ITS/trnL-trnF/质体基因组）和重复序列组学（RepeatExplorer2）技术，破解了俄罗斯远东地区特有种Boechera calcarea的分类学谜题，证实其应归入Arabideae tribe的Parryodes属。该发现修正了基于形态学（分枝毛状体/弯果特征）和错误染色体计数（2n=14）的传统分类，揭示了Arabideae tribe中着丝粒重定位（centromere repositioning）和卫星DNA动态演化的独特模式，为十字花科跨大陆扩散机制研究提供新视角。

　　

在植物分类学的迷宫中，十字花科（Brassicaceae）堪称"分类学家的噩梦"。这个包含4000多个物种的大家族，因其频繁的形态趋同演化（convergent evolution）和复杂的染色体变异，让研究者们屡屡陷入分类困境。其中，北美洲特有的Boechera属（Boechereae tribe）因独特的无融合生殖（apomixis）和x=7的染色体基数，长期被视为研究植物繁殖进化的模式体系。然而，当这个属的成员意外出现在亚洲大陆时——比如俄罗斯滨海边疆区Chandalaz山脉的Boechera calcarea，科学界开始质疑：这究竟是远古大陆连接的证据，还是分类学上的"冤假错案"？

捷克马萨里克大学CEITEC研究中心（Central European Institute of Technology, Masaryk University）的Terezie Mandáková团队通过多学科交叉研究揭开了这个谜底。研究人员发现，这个被归为Boechera属的物种，其实与Arabideae tribe的Parryodes属有着更紧密的亲缘关系。这一结论彻底改写了欧亚大陆Boechera属的分布格局，使西伯利亚的Boechera falcata成为该属在旧大陆的唯一合法代表。

研究团队运用了四大关键技术：1）高通量测序（Illumina NovaSeq 6000）组装质体基因组和核基因组；2）比较染色体涂染技术（comparative chromosome painting, CCP）使用674个拟南芥BAC克隆解析染色体结构；3）流式细胞术（flow cytometry）测定基因组大小（664 Mb/1C）；4）RepeatExplorer2管道分析重复序列组成（占基因组64.87%）。所有实验材料均来自模式标本原产地（俄罗斯滨海边疆区Partizansky区）的种子培育植株，标本保存于马萨里克大学植物标本馆（BRNU 681275-681276）。

系统发育分析颠覆传统认知

核ITS序列和质体trnL-trnF标记构建的系统发育树显示，该物种与Scapiarabis属形成姐妹群（UFbootstrap支持率99%），而154,218 bp的完整质体基因组更将其定位在Arabideae tribe的基部位置。这一结果直接否定了其作为Boechera属成员的可能性，因为后者属于完全不同的Boechereae tribe（超族Camelinodae）。

染色体证据破解分类困局

关键的细胞遗传学证据来自染色体计数——所有检测植株均显示2n=16的二倍体核型，与Boechera属特征性的x=7基数不符。通过高分辨率比较染色体涂染，研究人员绘制出八条染色体（Pc1-Pc8）的精细结构图，发现其中五条（Pc5-Pc8）存在Arabideae特有的着丝粒重定位事件。例如Pc7染色体上保留着古老的B基因组块片段，而Pc6染色体则呈现复杂的O/V区块重排模式。

重复序列揭示快速演化

基因组中64.87%为重复序列，其中LTR反转座子（Ty3/Gypsy类）占主导。五种新发现的卫星DNA（Sat_73-Sat_454）呈现染色体特异性分布：Sat_177仅出现在端粒区，而Sat_310富集于Pc6/Pc7的着丝粒区。比较基因组分析显示，这些重复序列与Scapiarabis saxicola高度相似，但着丝粒卫星DNA的独特性印证了Arabideae tribe着丝粒的快速演化假说。

这项发表于《Plant Diversity》的研究，通过多组学证据实现了三重突破：首先，纠正了基于形态相似性的分类错误，将Boechera calcarea重新命名为Parryodes calcarea；其次，揭示了Arabideae tribe中着丝粒"漂移"（centromere repositioning）可能是物种形成的重要驱动力；最后，为理解十字花科在欧亚大陆的复杂演化史提供了新的染色体尺度证据。正如研究者强调的，这项工作不仅彰显了整合分类学（integrative taxonomy）在解决疑难分类群中的价值，更为研究着丝粒动态如何影响植物基因组进化树立了新的范例。