三种榄仁属植物线粒体与叶绿体基因组的系统表征及进化比较分析

《BMC Genomics》：Comparative analysis of organelle genomes in three Terminalia species reveals structure evolution and phylogenetic position

　　## 摘要### 背景植物细胞器基因组对进化生物学研究具有重要意义，但在榄仁属（Terminalia，使君子科）中至今仍缺乏系统表征。本研究系统分析了三种榄仁属植物（余甘子 Terminalia chebula、分枝榄仁 Terminalia franchetii、网脉榄仁 Terminalia intricata）的线粒体基因组（mtDNA）和叶绿体基因组（cpDNA）。### 结果利用高通量测序技术，我们成功获得了三种榄仁属物种完整的cpDNA和mtDNA，从而开展了比较与进化基因组学分析。三个物种的cpDNA均呈现典型的四分体结构，基因组大小相近（159,700–159,971 bp），基因组成相似（103–107个基因），尽管在特定区域观察到变异。相比之下，mtDNA在结构和大小方面存在显著差异（350,904–365,711 bp）。值得注意的是，T. chebula 和 T. intricata 含有三个环状分子和一个线性分子，而 T. franchetii 则包含两个线性分子，反映出广泛的重组事件。Ka/Ks（非同义替换速率与同义替换速率之比）分析显示，若干线粒体基因（如 rps1、nad4）存在正选择的迹象，这可能与适应性进化有关。RNA编辑（全部为C→U）提高了蛋白质的疏水性。系统发育分析进一步厘清了榄仁属的进化地位。### 结论本研究系统表征了三种榄仁属植物的细胞器基因组，揭示了cpDNA与mtDNA之间截然不同的进化模式，为今后对榄仁属开展系统发育与进化研究提供了宝贵的基因组资源。