梓属(Catalpa)是紫葳科(Bignoniaceae)的重要物种,共有11~13个种,多为半常绿或落叶乔木,叶对生或轮生,其中楸、灰楸、滇楸、梓、藏楸原产于我国。楸树是我国传统栽培的优质珍贵用材树种,素有“木王”之美称。梓属由于表型和分子水平研究的缺乏以及序列信息的不足,无法清楚地揭示梓属种间的系统发育关系。林木遗传育种国家重点实验室珍贵树种遗传改良研究组以楸(Catalpa bungei)、滇楸(Catalpa fargesii. f. duclouxii)、灰楸(Catalpa fargesii)、黄心梓木(Catalpa fargesii. f .duclouxii(Huangxinzimu)、金丝楸(Catalpa bungei(Jinsiqiu)和梓(Catalpa ovata)6个种为对象,运用比较基因组学的方法对比分析6种的叶绿体基因组差异,开展了基因组结构解析、高度变异区域发掘、种间系统发育关系构建。研究发现,梓属6个种的叶绿体基因组为典型的四分体结构(LSC、SSC、IRA/B),总长度范围在157,765 bp~ 158,355 bp;6个种的叶绿体基因组总GC含量均为38.1%,共检测到113个独特基因,其中有19个基因位于IR区。同时,鉴定出5个高变区,分别为trnH-psbA、rps2-rpoC2、rpl22、ycf15-trnl-CAA和rps15,这些高变区可作为该属的DNA条形码。系统发育分析表明,梓属内的所有类群均为单系类群,能够清晰地反映梓属内种间亲缘关系。
研究成果以“Comparative Analysis of Chloroplast Genome Structure and Phylogenetic Relationships Among Six Taxa Within the Genus Catalpa (Bignoniaceae)”为题发表在《Frontiers in Genetics》上。硕士研究生李凤为第一作者,麻文俊副研究员为通讯作者。研究得到“十四五”国家重点研发计划资助(2021YFD2200301)。
梓属叶绿体基因组图谱
基于叶绿体基因组的梓属梓组系统进化关系