昆明植物所山茶屬代表植物比較葉綠體基因組學研究獲進展

　　山茶屬是山茶科中包含許多舉世聞名經濟植物的一個重要類群，包括為人類提供天然保健飲料的茶（Camellia sinensis var. assamica 和C. sinensis var. sinensis），健康型高級食用植物油的油茶（C. oleifera）以及觀賞花卉云南山茶（C. reticulata）、金花茶（C. petelotii）等。然而，迄今為止，山茶屬植物遺傳學與基因組學研究背景相當薄弱，頻繁的種間雜交和多倍化也導致其分類鑒定與系統發育研究十分困難。

　　葉綠體基因組序列已經被成功地運用于許多物種的分類鑒定和系統關系研究。由于葉綠體基因組較為保守，序列片段變異速率適中，而且葉綠體DNA屬于母系遺傳，不受遺傳重組的影響，因此葉綠體基因組信息的獲得不僅對于揭示物種親緣關系和進行植物系統發育分析有重要意義，還能為植物DNA條形碼以及植物葉綠體遺傳轉化提供大量重要數據信息。

　　在中國科學院“百人計劃”、云南省高端人才項目、云南省海外高層次引進計劃和國家自然科學基金的聯合支持下，中國科學院昆明植物研究所國家大科學裝置中國西南野生生物種質資源庫植物種質資源與基因組學研究中心高立志課題組從2006年以來對山茶屬中的重要類群進行了系統深入的研究。該研究按照閔天祿系統，利用Illumina高通量測序平臺對山茶屬中茶組10個物種或變種、離蕊茶組1個物種、油茶組1個物種和山茶組1個物種的葉綠體基因組進行測序，獲得13個葉綠體基因組序列。研究結果發現，山茶屬植物葉綠體基因組高度保守，呈現典型的四分體結構，各個物種間IR區的擴張與收縮變異微小。對山茶屬系統發育關系最遠、充分代表山茶屬系統發育關系多樣性的4個組的代表種（Camellia sinensis var. assamica, C. oleifera, C. reticulata, C. petelotii）以及分類位置一直存在頗多爭議的毛肋茶（C. pubicosta）進行了深入的比較分析，結果表明，無論是重復片段、簡單重復序列的類型和數量，還是葉綠體基因組序列間的核苷酸替換、插入、缺失和S/I（substitution/indel）結果，以及基于葉綠體基因組序列重建的山茶屬茶組植物系統發育關系，一致支持C. sinensis var. assamica與C. pubicosta具有較近的親緣關系，認為張宏達系統中將毛肋茶歸入茶組是合理的。通過對葉綠體基因組不同區域的序列分歧度的計算，發現葉綠體基因組序列進化速率不受功能限制而是受區域限制。此外還鑒定、篩選出15個分歧度超過1.5% 的序列作為分子標記，為以后山茶屬植物的分類鑒定與系統發育研究提供了重要的信息。