树蕨Cyathea delgadii叶绿体全基因组解析及其在桫椤目演化中的比较基因组学研究

本研究针对桫椤目植物叶绿体基因组演化问题，通过牛津纳米孔测序技术组装并注释了树蕨Cyathea delgadii的cp基因组（165,248 bp），揭示其基因组成保守性及GC含量变异特征。比较19个物种发现基因组大小差异显著（154,046–168,244 bp），并识别Cibotium spp.基因丢失现象。系统发育分析表明C. delgadii处于基部过渡位置，密码子使用偏好AT结尾，为蕨类植物演化提供关键基因组学依据。

　　

研究人员对树蕨Cyathea delgadii Pohl ex Sternb.的叶绿体（chloroplast, cp）基因组进行组装与注释，以探索其在桫椤目（Cyatheales）中的结构与演化规律。通过牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies）测序，获得总长度为165,248 bp的环状基因组结构，包括大单拷贝区（LSC, 94,738 bp）、小单拷贝区（SSC, 22,012 bp）及两个反向重复区（IR, 各24,251 bp）。该基因组共编码89个蛋白编码基因、8个核糖体RNA（rRNA）和33个转运RNA（tRNA）。

比较基因组学分析涵盖19种桫椤目植物，显示C. delgadii与桫椤科（Cyatheaceae）其他蕨类在基因组成上高度相似，但基因组大小和GC含量存在显著变异。桫椤目cp基因组大小范围从Gymnosphaera denticulata的154,046 bp至Dicksonia squarrosa的168,244 bp。基因数量分析表明多数物种保持保守的基因 repertoire，但Cibotium 属仅保留87个蛋白编码基因，暗示基因丢失或向核基因组转移事件。

基于全基因组与单核苷酸多态性（SNP）的系统发育分析显示Alsophila与Gymnosphaera物种聚类一致，而C. delgadii处于基部至中间演化位置。该物种整体GC含量为40.95%，但基因区内显著升高至44.03%。密码子使用偏好性分析揭示其对腺嘌呤（adenine, A）或胸腺嘧啶（thymine, T）结尾密码子的倾向性，与基因组AT富集特性一致。本研究为桫椤目叶绿体基因组的演化机制提供了关键数据支持，凸显了该类群在遗传保守与适应性演化间的平衡。