Page 101 - 《广西植物》2025年第12期
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１２ 期 雷翰霖等: 锦葵科 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的质体基因组演化及系统发育分析 ２ ２ ４ ３
Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的分类组成与单系性毋庸置 基因组重建了锦葵科与亚科之间的系统发育关系
疑ꎬ并 且 已 得 到 广 泛 分 子 系 统 学 研 究 的 确 证 (Ｃｖｅｔｋｏｖｉｃ ' ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻＷａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻＷｕ ｅｔ
( Ａｌｖｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９９ꎻ Ｂａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４ꎻ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎬ而 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的取样较少ꎬ分支内
Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ Ｈｅｒｎáｎｄｅｚ￣Ｇｕｔｉéｒｒｅｚ ＆ 部 的 关 系 未 太 多 涉 及ꎮ 在 核 基 因 数 据 方 面ꎬ
Ｍａｇａｌｌóｎꎬ ２０１９ )ꎮ 形 态 学 层 面ꎬ 单 室 花 药 Ｈｅｒｎáｎｄｅｚ￣Ｇｕｔｉéｒｒｅｚ 等( ２０２２) 基于 ２６８ 个核基因
(ｍｏｎｏｔｈｅｃａｌ ａｎｔｈｅｒ)是传统锦葵科和木棉科类群的 进行的系统发育分析结果表明ꎬ绵绒树族与轻木
共近 裔 特 征 ( ｖａｎ Ｈｅｅｌꎬ １９６６ꎻ Ｊｕｄｄ ＆ Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ 族分别形成独立的支系ꎬ依次位于 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支
１９９７ꎻＢａｙｅｒ ＆ Ｋｕｂｉｔｚｋｉꎬ ２００３ )ꎬ 现 也 被 认 为 是 的基部ꎮ 随后 Ｃｏｌｌｉ￣Ｓｉｌｖａ 等(２０２５) 通过被子植物
Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分 支 的 诊 断 鉴 别 特 征 ( Ｂａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ３５３ 探 针 获 得 的 ３０９ 个 核 基 因ꎬ 在 锦 葵 目
２００４)ꎮ 然而ꎬ值得注意的是ꎬ该分支内部系统发 (Ｍａｌｖａｌｅｓ)尺度上重建了高支持率的系统发育框
育拓扑结构存在显著分歧ꎬ主要体现在锦葵亚科 架ꎬ其研究不仅证实绵绒树族是 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支其
与木棉亚科的界限划定ꎬ以及基部类群的归属问 他 类 群 的 姐 妹 群ꎬ 还 将 南 瓜 榄 族 提 升 为
题 ( Ａｌｖｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９９ꎻ Ｂａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４ꎻ Ｍａｔｉｓｉｏｉｄｅａｅ 亚科ꎮ 尽管上述研究极大提升了分支
Ｎｙｆｆｅｌｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５ꎻＣａｒｖａｌｈｏ￣Ｓｏｂｒｉｎｈｏ ＆ Ｑｕｅｉｒｏｚꎬ 内部关系的解析度ꎬ但是由于取样比较少ꎬ若干关
２０１１)ꎮ 传统 分 类 中 隶 属 于 梧 桐 科 的 绵 绒 树 族 键科学问题仍需进一步探究ꎮ
(Ｆｒｅｍｏｎｔｏｄｅｎｄｒｅａｅ)呈现特殊的系统定位:早期研 近年来随着高通量测序 技 术 发 展 和 成 本 降
究支 持 其 位 于 锦 葵 亚 科 的 基 部 ( Ａｌｖｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ 低ꎬ利用浅层基因组测序获取质体基因组数据已
１９９９ꎻＢａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４)ꎬ亦有证据表明其应归入 成为植物系统发育研究的常规手段( 陈丽琼等ꎬ
木棉 亚 科 ( Ｂａｙｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９９ꎻ Ｂａｙｅｒ ＆ Ｋｕｂｉｔｚｋｉꎬ ２０２５)ꎮ 质体基因组因其高度结构保守ꎬ高拷贝数
２００３)ꎮ 轻 木 族 ( Ｏｃｈｒｏｍｅａｅ) 的 位 置 一 直 难 以 确 特性及适中的进化速率ꎬ可精准反映母系遗传谱
定ꎬ不同研究分别将其置于木棉亚科( Ｂａｙｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ 系(Ｒａｖｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８)ꎬ在解析植物系统发育关键
１９９９)、 锦 葵 亚 科 ( Ｄｕａｒｔｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１) 或 作 为 问题 中 展 现 出 独 特 优 势 ( Ｍｏｏｒｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７ꎻ
Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分 支 的 早 期 独 立 支 系 ( Ｂａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ Ｇｉｔｚｅｎｄａｎｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻＬｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 同时ꎬ
２００４)ꎮ 南瓜榄族( Ｍａｔｉｓｉｅａｅ) 虽曾被划归木棉亚 质体基因组的结构多样化( 如反向重复区的扩张
科(Ｂａｙｅｒ ＆ Ｋｕｂｉｔｚｋｉꎬ ２００３)ꎬ但系统发育持续支持 或收 缩 ) 可 能 与 适 应 性 演 化 相 关 ( Ｗｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
其与 锦 葵 亚 科 形 成 姐 妹 群 关 系 ( Ａｌｖｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎬ还被证实携带类群特异性系统发育信号
１９９９ꎻ Ｂａｕｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４ꎻ Ｈｅｒｎáｎｄｅｚ￣Ｇｕｔｉéｒｒｅｚ ＆ (王银环ꎬ２０１７ꎻＣｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ 当前反向重复
Ｍａｇａｌｌóｎꎬ ２０１９)ꎮ Ｃａｒｖａｌｈｏ￣Ｓｏｂｒｉｎｈｏ 等 ( ２０１６) 通 区( ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｒｅｐｅａｔꎬ ＩＲ) / 单 拷 贝 区 ( ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬ
过核糖体 ＩＴＳ 与质体片段的联合矩阵分析明确将 ＳＣ)边界变化已在 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的质体基因组
绵绒树族与轻木族排除在木棉亚科之外ꎬ同时结 有报道ꎬ但由于以往研究样品较少ꎬ其质体基因组
合 形 态 学 证 据 将 木 棉 亚 科 细 分 为 ３ 个 族ꎮ 的结构演化规律仍未明晰( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻＷｕ
Ｈｅｒｎáｎｄｅｚ￣Ｇｕｔｉéｒｒｅｚ 和 Ｍａｇａｌｌóｎ(２０１９)基于 ８ 个基 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ 本研究通过扩大 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的
因片段开展的系统发育结果显示ꎬ绵绒树族与轻 类群取样覆盖度ꎬ整合质体全基因组结构比较与
木族互为姐妹关系ꎬ并与木棉亚科聚在一起ꎬ但支 系统发育分析ꎬ旨在:(１) 揭示 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的
持率较低ꎮ 质体基因组的结构演化模式ꎻ(２) 系统解析锦葵亚
早期分子系统发育研究受限于单个或几个基 科和木棉亚科的类群组成ꎬ澄清该分支内争议类
因片段的系统发育信息位点不足ꎬ导致难以解析 群系统位置ꎮ
Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支内部早期演化分支关系ꎮ 系统发
育框架的缺失不仅制约了对 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支的系 １ 材料与方法
统分类学研究ꎬ而且还导致难以开展关键形态性
状演化与生物地理重建ꎮ 因此ꎬ采用高通量测序 １.１ 研究材料和二代高通量测序
技术获取多基因矩阵已成为解决该类群深层系统 本研究中锦葵科 Ｍａｌｖａｔｈｅｃａ 分支物种数据由
发育关系的必然选择ꎮ 当前ꎬ有关研究利用质体 以下 ３ 部分组成:(１)从野外或植物园活体采集新
