质体系统发育基因组解析旋花科系统发育关系

摘要

旋花科是一个世界广布的类群,具有丰富的形态特征和重要的经济价值。然而,目前该科主要分支或族间的系统发育关系问题一直未解决。为解析旋花科内系统发育关系,该研究代表性选取旋花科内8个族40个物种,基于质体全基因组数据,使用最大似然法和贝叶斯推论进行系统发育分析。结果表明:(1)旋花科质体基因组均为四分体结构,质体基因组大小为113273~164112 bp,蛋白质编码基因数目为66~79个。(2)基于五种DNA矩阵(即WCG、CDS、LSC、IR、SSC)的系统发育分析结果显示,WCG矩阵和CDS矩阵的拓扑结构基本一致,仅少数分支的支持率略有差异;LSC矩阵和WCG矩阵的拓扑结构差异在于菟丝子族、马蹄金族和盐帚花族的系统位置;AU检验和SH检验结果显示,WCG矩阵和SSC矩阵与IR矩阵的拓扑结构有显著冲突。(3)所有系统发育分析结果均显示,菟丝子属和马蹄金族都包括在旋花亚科内,应处理为族等级。(4)基于WCG矩阵和CDS矩阵较好地解决了旋花科8个族之间的系统发育关系,即心被藤族和丁公藤族聚为一支,最先从旋花亚科分化出来,随后是菟丝子族,剩下的5个族分成2个分支。(5)系统发育基因组分析证实,由于鱼黄草族特别是鱼黄草属是一个多系类群,因此需重新修订该族的分类地位和鱼黄草属的划分。