红树林质体基因组的谱系特异性演化
红树林在热带和亚热带沿海地区繁茂生长，连接着陆地和海洋生态系统。这些植物经历了从陆生祖先的独立演化转变，为探索基因组趋同和谱系特异性适应提供了机会。在我们发表于 The Plant Genome 的最新研究中，我们比较了 21 个红树林物种的质体基因组，揭示了关键的演化模式和适应机制。
主要发现
- 高度保守的质体基因组结构：
尽管演化背景多样，叶绿体基因顺序、内容和基因组大小在红树林物种中基本保持保守。然而，具体的偏差包括：
- 老鼠簕（Acanthus ilicifolius）中光系统 I 基因（psaZ）的丢失
- 海榄雌（Avicennia germinans）中核糖体蛋白基因（rpl23）的倒位
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系统发育聚类与重复序列含量变异： 系统发育分析将红树林分为六个主要分支：核心薄囊蕨类、木兰类、鸭跖草类、唇形类、锦葵类和豆类。重复序列含量分析表明，同一目内的物种重复序列保守，但不同红树林谱系间存在差异。
- 正选择与演化动态： 核糖体蛋白基因 （rps7）在特定红树林物种中受到正选择，包括 Kandelia obovata、Rhizophora stylosa、Bruguiera sexangular 和 Rhizophora mangle。然而，红树林质体基因组中未检测到广泛的趋同演化迹象。
思考
这项研究是我们红树林共生微生物组更广泛研究的一部分，为理解红树林适应和谱系特异性演化贡献了宝贵的基因组资源。研究由石程程作为其博士论文的一部分主导，得到了华大青岛刘心团队的支持。
红树林植物已经演化出对极端环境的耐受能力，包括高盐度、厌氧土壤和潮汐波动。然而，尽管面临相似的生态压力，我们的研究在叶绿体基因组中发现的基因组趋同甚微。相反，谱系特异的演化动态似乎在塑造质体基因组变异中发挥更大作用。随着我们继续环境基因组学研究，我们旨在进一步探索质体演化如何影响植物在极端栖息地的适应。
本研究的全文可在 The Plant Genome 在线获取。