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近日，中國科學(xué)院武漢植物園東非植物區(qū)系與分類學(xué)科組的科研人員經(jīng)過全面的資料查詢和數(shù)據(jù)整理，利用質(zhì)體基因組測(cè)序、組裝、注釋和構(gòu)建分子系統(tǒng)發(fā)育樹等手段，對(duì)鞭寄生科(Hydnoraceae)鞭寄生屬(Hydnora)植物開展了系統(tǒng)發(fā)育研究。相關(guān)成果以“Phylogenetic and comparative analyses of Hydnora abyssinica plastomes provide evidence for hidden diversity within Hydnoraceae”為題，發(fā)表在SCI期刊《BMC Ecology and Evolution》上。

鞭寄生科包含鞭寄生屬和牧豆寄生屬(Prosopanche)兩屬。前者從南部非洲分布到阿拉伯半島和馬達(dá)加斯加，后者從南美洲分布到中美洲。該科是根寄生的全寄生植物，是最古老的寄生被子植物譜系之一，隸屬于胡椒目(Piperales)，與馬兜鈴科(Aristolochiaceae)、細(xì)辛科(Asaraceae)、囊粉花科(Lactoridaceae)一起構(gòu)成該目中有花被的分支。鞭寄生科植物在被子植物中十分獨(dú)特，因?yàn)樗鼈兊男螒B(tài)特征極度喪失，例如葉子或鱗片缺失以及釋放腐爛氣味、吸引甲蟲授粉的能力，因此被描述為“地球上最奇怪的植物”。

根據(jù)《熱帶東非植物志》(Flora of tropical East Africa, FTEA)，在肯尼亞已記錄到三個(gè)物種，分別是光被鞭寄生(Hydnora. sinandevu Beentje & Q. Luke)、東非鞭寄生(Hydnora. abyssinica A. Braun)和鞭寄生(Hydnora. africanaThunb)。這些物種通常被用作藥物和食物來源，它們的根可以用來制作革制品。據(jù)描述，東非鞭寄生在該科植物中的分布范圍最大，從非洲南部分布至東非北部。

本研究首次對(duì)鞭寄生科植物的種間質(zhì)體多樣性進(jìn)行了研究，報(bào)道了來自肯尼亞的7個(gè)新的東非鞭寄生的質(zhì)體基因組，并將它們與來自納米比亞的東非鞭寄生和來自阿曼的阿拉伯鞭寄生(H. arabica Bolin & Musselman)的質(zhì)體基因組進(jìn)行了比較?；诒藜纳浦参锔鼜V泛的采樣和質(zhì)體基因組重建，本研究對(duì)它們的質(zhì)體基因組結(jié)構(gòu)、密碼子偏好性以及系統(tǒng)發(fā)育等方面進(jìn)行了分析。

研究報(bào)道了肯尼亞東非鞭寄生的第一個(gè)質(zhì)體基因組，其具有典型的四分體結(jié)構(gòu)，編碼24個(gè)獨(dú)特的基因。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹的結(jié)果，來自肯尼亞的東非鞭寄生為單系群，且與納米比亞的東非鞭寄生和來自阿曼的阿拉伯鞭寄生一起形成一個(gè)分支。然而，東非鞭寄生作為一個(gè)整體與阿拉伯鞭寄生嵌套，為并系群。這一結(jié)果得到了不同結(jié)構(gòu)的質(zhì)體基因組共同驗(yàn)證以及遺傳距離估計(jì)的支持，揭示了非洲鞭寄生屬物種中潛在的多樣性。

研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31970211,31961143026)、中國科學(xué)院國際合作項(xiàng)目(151853KYSB20190027)、中國科學(xué)院中非聯(lián)合研究中心項(xiàng)目(SAJC202101)和中國政府獎(jiǎng)學(xué)金項(xiàng)目(中國科學(xué)院大學(xué))的資助。肯尼亞籍學(xué)生Elijah Mkala、來自德國的Matthias Jost和武漢植物園在讀博士研究生董翔為第一作者，胡光萬研究員為通訊作者，幾名學(xué)生也參與了這項(xiàng)研究。

圖1 肯尼亞東非鞭寄生的質(zhì)體基因組和它的花

圖2 基于83個(gè)質(zhì)體-位點(diǎn)數(shù)據(jù)集的肯尼亞東非鞭寄生的系統(tǒng)發(fā)育位置

東非植物區(qū)系與分類學(xué)科組：Mkala，陳靈靈