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热带类群，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一直未解决。为解析旋花科内系统发育关系，该研究代表性取样旋花科内 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，基因组大小为 113 273~164 112 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 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 区和 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 和 SH 检验表明 WCG 矩阵和 SSC 与 IR 区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 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 的五个族分成两个分支。（5）系统发育基因组分析证实鱼黄草族是一个多系类群，特别是鱼黄草属，因此需重新修订该族的分类地位和鱼黄草属的划分。