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　　廣義蕁麻族（Urticeae sensu lato）包括12屬共220余種，是蕁麻科（Urticaceae）一個中等大小的族。該族植物以其獨特的刺毛以及藥用、食用和紡織等經濟價值而聞名，具有很高的研究價值。然而，由于前人研究在取樣和分子標記等方面的局限性，我們對蕁麻族內的系統(tǒng)發(fā)育關系仍知之甚少。 

　　近日，中國科學院昆明植物研究所李德銖團隊依托中國西南野生生物種質資源庫，通過基因組淺層測序獲得蕁麻族中已知全部屬的質體基因組，探討了其大小和結構變異。研究發(fā)現(xiàn)，蕁麻族植物的質體基因組為典型的被子植物四分體結構，大小在145~161 kb之間，編碼110~112個基因。在質體結構方面，重點關注了反向重復序列（IR）的擴張和收縮，trnN-GUU基因的倒位，rps19基因和rpl2內含子的丟失，以及多種重復類型的出現(xiàn)等變異。該研究鑒定了未來可用于該族植物DNA條形碼研究的11個高度變異區(qū)域，這些變異可應用于分類學、分子標記開發(fā)、群體遺傳學和系統(tǒng)發(fā)育等方面的研究。 

　　在此基礎上，基于該族12屬58種共90個個體的基因組淺層測序數(shù)據(jù)，組裝了葉綠體基因組和核糖體大亞基（nrDNA）序列，并據(jù)此重建了蕁麻族內部的系統(tǒng)發(fā)育關系。通過結合GenBank已公開的數(shù)據(jù)，一共獲取了蕁麻族12屬130種植物的trnL-F和ITS序列開展了更大范圍的系統(tǒng)發(fā)育關系重建分析。結果顯示，葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學分析在很大程度上理清了蕁麻族內的系統(tǒng)發(fā)育關系，支持該族為單系類群，并且發(fā)現(xiàn)該族除了艾麻屬（Laportea）、Urera和蕁麻屬（Urtica）外，其余屬均為單系。此外，分析結果也對以往有爭議的分支有了清晰的闡明，即：（1）蝎子草屬是Dendrocnide-Discocnide-Laportea-Nanocnide-Zhengyia-Urtica-Hesperocnide分支的姐妹類群；（2）錐頭麻屬是狹義Urera的姐妹類群。基于ITS和trnL-F序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹支持率相對較低，但與葉綠體基因組和核糖體大亞基建樹的結果基本一致。該研究明晰了基因組淺層測序在厘清蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關系的潛力，為蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關系重建提供了新證據(jù)，并為該族的生物地理學研究打下堅實基礎。 

　　該研究成果以Deep insights into the plastome evolution and phylogenetic relationships of the tribe Urticeae (family Urticaceae)為題在線發(fā)表于國際植物學期刊《植物科學前沿》（Frontiers in Plant Science）。中國科學院昆明植物研究所肯尼亞籍碩士研究生Catherine A. Ogoma為論文第一作者，吳增源副研究員和李德銖研究員為通訊作者。本研究得到了中國科學院B類先導專項（XDB31000000）、國家自然科學基金項目（31970356, 41571059, 41971071）和中國科學院青年創(chuàng)新促進會（2019385）等的資助。 

　　文章鏈接 

圖1 基于質體基因組和nrDNA構建的蕁麻族系統(tǒng)發(fā)育關系 

圖2 蕁麻族質體基因組結構變異分析。A，蕁麻族代表種和它們對應的重復類型（分散，回文，串聯(lián)和SSR）之間的關聯(lián)； B，串聯(lián)、回文和分散重復出現(xiàn)的頻率； C，6個SSR核苷酸的數(shù)量； D，蕁麻族質體基因組中最豐富的7個SSR序列。