《Ecology and Evolution》：Comparative Plastome Analysis of Artocarpus Species in China: Insight Into Adaptive Evolution and Mutational Hotspot Regions
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本综述通过对中国10种波罗蜜属（Artocarpus）植物叶绿体基因组（plastome）的系统比较分析，揭示了其典型的四分区结构（LSC/SSC/IRs）和高度保守的基因组成（132个基因）。研究发现ycf1和ndhF基因边界存在扩张/收缩现象，Ka/Ks分析（平均0.23）显示净化选择占主导，但atpF、rpoC2等13个基因检测到正选择信号。系统发育分析将波罗蜜属划分为A、B两大支系，并筛选出trnH-psbA、rps19等12个高变区作为潜在分子标记。这些结果为该属植物系统进化、物种鉴定及保护生物学研究提供了重要基因组资源。
中国波罗蜜属植物叶绿体基因组比较分析：揭示适应性进化与突变热点区域
引言
波罗蜜属（Artocarpus J. R. Forst. & G. Forst.）作为桑科（Moraceae）的重要成员，全球约70种，中国分布约15种。该属植物不仅具有重要的食用和药用价值，如菠萝蜜（A. heterophyllus）被誉为"超级食物"，且部分物种被列入IUCN红色名录。然而，传统分子标记（如matK、rbcL等）难以解决该属内形态相似种的系统关系争议。随着测序技术的发展，叶绿体基因组（plastome）因其结构保守、进化速率适中成为解决系统发育问题的有力工具。
材料与方法
研究选取中国分布的10种波罗蜜属植物（包括新测序的贡山波罗蜜A. gongshanensis），通过Illumina平台测序并利用GetOrganelle等软件组装注释。采用MISA和REPuter进行简单序列重复（SSR）和分散重复序列分析，通过CodonW计算相对同义密码子使用度（RSCU），利用CPJSdraw分析IR边界扩张/收缩，并通过mVISTA和DnaSP筛选突变热点。选择压力分析采用KaKs_Calculator计算Ka/Ks比值，系统发育重建基于最大似然法（ML）和贝叶斯推断（BI）。
结果
基因组特征
10种波罗蜜属植物叶绿体基因组大小为160,184–161,009 bp，呈现典型的四分区结构：大单拷贝区（LSC，88,791–89,552 bp）、小单拷贝区（SSC，19,896–20,120 bp）和一对反向重复区（IRs，25,631–25,734 bp）。GC含量为35.75%–38.81%，均编码132个基因（87个蛋白编码基因、37个tRNA、8个rRNA）。
重复序列与密码子使用偏好
SSR数量为73–95个，以单核苷酸重复为主（60.23%–70.27%），且A/T类型占优势。分散重复序列51–81个，以正向和回文重复为主。密码子使用分析显示30个密码子RSCU值>1，偏好以A/U结尾，其中AGA（精氨酸）、GCU（丙氨酸）和UUA（亮氨酸）的RSCU值最高（>1.8）。
IR边界与选择压力
IR边界分析发现ycf1和ndhF基因存在不同程度的扩张/收缩。选择压力分析显示平均Ka/Ks比为0.23，表明净化选择为主导。但atpF、rpoC2、rpoC1、cemA、rpl20、clpP、petD、rps8、rps3、rps19、ycf2、ycf1和ndhD等13个基因在特定物种中检测到正选择信号（Ka/Ks>1）。
系统发育与突变热点
系统发育分析将波罗蜜属划分为A、B两大支系（支持率100/1.00）。Clade A包含栽培种如菠萝蜜、面包果（A. altilis）等；Clade B主要为国产野生种。滑动窗口分析鉴定出12个高变区域，包括trnH-psbA、trnG-UCC-trnR-UCU、trnS-UGA、trnT-UGU-trnL-UAA、rps19等，其中7个位于LSC区，5个位于SSC区。这些区域可作为该属物种鉴定的潜在DNA条形码。
讨论
本研究首次系统揭示了中国波罗蜜属植物叶绿体基因组的进化特征。基因组大小的差异主要源于IR区和SSC区的变异。SSR和分散重复序列为物种鉴定和遗传多样性研究提供了分子工具。正选择基因多与转录翻译（rpoC1/C2、rps系列）、光合作用（atpF、petD）及能量代谢（ndhD）相关，暗示这些基因可能驱动了波罗蜜属的环境适应。系统发育结果支持属内二分结构，但基于质体基因组的拓扑结构可能因母系遗传、进化速率异质性等因素与核基因组数据存在冲突，未来需整合多组学数据进一步验证。筛选的高变区域为后续群体遗传学和物种鉴定研究提供了靶点。
结论
该研究为中国波罗蜜属植物的系统进化、适应性演化和保护遗传学提供了重要理论基础，筛选的分子标记为物种鉴定和育种实践提供了实用工具，凸显了叶绿体基因组学在植物系统学研究中的广泛应用前景。
