作物野生近缘种Thladiantha cordifolia的质体基因组研究揭示了葫芦科（Cucurbitaceae）的进化历程和系统发育关系

《Genetic Resources and Crop Evolution》：Plastome genomics of the crop wild relative Thladiantha cordifolia illuminates the evolution and phylogeny of the gourd family (Cucurbitaceae)

本研究首次完成近缘作物Thladiantha cordifolia的叶绿体基因组（157230 bp，133个基因），揭示其作为Cucurbitaceae与Momordica的近缘类群地位，发现psaI基因存在显著正向选择（Ka/Ks=2.51），并鉴定大量物种特异性SSR分子标记。

　　

摘要

在经济上具有重要价值的葫芦科（Cucurbitaceae）植物中，野生近缘种是理解作物进化及提高农业抗逆性的关键遗传资源。属名Thladiantha是苦瓜属（Momordica）的近亲，但目前这一类群的农业生物多样性尚未得到充分开发。在本研究中，我们首次完成了Thladiantha cordifolia的完整质体基因组测序，以确定其系统发育位置，探究葫芦科植物的进化动态，并识别出对物种保护具有重要价值的基因组特征。该质体基因组长度为157,230 bp，包含133个基因，其结构高度保守，与另外57种葫芦科植物中观察到的显著基因重组和基因方向变化形成对比，使其成为进化研究的重要参考。我们的系统发育分析明确将Thladiantha归类为Momordica的姐妹群，这一关系对于研究该科植物的驯化历史具有重要意义。研究还发现了适应性进化的证据：psaI基因表现出强烈的正选择信号（Ka/Ks = 2.51），表明这种野生近缘种已成功适应了其所处的环境。此外，我们发现了大量物种特异性的简单序列重复序列（SSRs），为未来的遗传多样性评估、基因库管理和保护遗传学研究提供了重要的分子标记。这项工作确立了T. cordifolia质体作为关键遗传资源的地位，为理解这一重要作物科的进化提供了基础性见解，并为相关研究和保护工作提供了实用工具。