厄瓜多尔安第斯山脉特有新种Magnolia buenaventurensis的完整质体基因组特征及其系统发育意义

这篇研究首次报道了厄瓜多尔安第斯山脉特有濒危新种Magnolia buenaventurensis á.J.Pérez & E.Rea的完整质体基因组（159,782 bp），包含86个蛋白编码基因（PCGs）、37个tRNA和8个rRNA区域。通过系统发育分析确认其归属于Talauma section，并与哥伦比亚近缘种M. gilbertoi形成姐妹群（bootstrap支持率70%），为揭示新热带木兰属（Magnoliaceae）的演化关系提供了关键分子证据。

　　

Abstract

Magnolia buenaventurensis是2023年新描述的厄瓜多尔安第斯特有濒危物种。研究团队通过Illumina NovaSeq 6000平台测序，结合GetOrganelle组装和Plastid Genome Annotator注释，获得其完整质体基因组。该环状分子呈现典型的四部分结构（LSC 87,987 bp/IRs 26,517 bp/SSC 18,761 bp），GC含量39.3%，包含131个基因。值得注意的是，ycf3和clpP基因含有两个内含子，而rps12基因具有三个反式剪接内含子。

Introduction

木兰属（Magnolia）在美洲新热带区主要分布于安第斯山脉、乔科生物地理区和亚马逊地区。最新分类系统将该区域的物种划分为Splendentes和Talauma两个section，后者以缺乏药隔附属物为特征。厄瓜多尔现存24种木兰属植物，其中17种为特有物种。M. buenaventurensis目前仅在埃尔奥罗省的Buenaventura保护区发现30余株个体，被列为极危（CR）物种。

Materials and methods

研究材料取自QCA标本馆保藏的凭证标本（Pérez et al. 11777，条形码QCA246372）。采用改良的Qiagen DNeasy Plant Pro试剂盒提取DNA，构建PCR-free文库后获得3358×测序深度。使用MAFFT进行全基因组比对，IQ-TREE 2基于TVM+F+I+R3模型构建最大似然树（1000次bootstrap重复），以北美鹅掌楸（Liriodendron tulipifera）作为外类群。

Results

质体基因组图谱显示，8个rRNA基因全部位于IR区，而ndhA等7个PCGs含有单内含子。系统发育树明确将19个新热带木兰属物种分为Splendentes和Talauma两大分支。M. buenaventurensis与哥伦比亚物种M. gilbertoi的姐妹群关系得到70%支持率，这与两者共享的形态特征（托叶与叶柄贴生、无药隔附属物）相符。

Discussion and conclusion

该质体基因组结构与木兰科已知物种高度保守，但IR区边界变异可能具有分类学意义。尽管bootstrap支持率有限，但分子证据支持将M. buenaventurensis归入Talauma section的南美分支。研究成果为理解安第斯山脉木兰属的适应性辐射提供了新视角，其基因组数据（GenBank PQ303609）将成为该濒危物种保护行动的重要依据。

Ethical approval

样本采集遵循IUCN濒危物种研究规范，并获得厄瓜多尔环境部许可（MAATE-DBI-CM-2023-0292）。