Phân tích phylô gen và so sánh của Rheum (Polygonaceae, Polygonoideae)

Journal of Systematics and Evolution - Tập 60 Số 6 - Trang 1229-1240 - 2022
Huajie Zhang1,2,3, Xu Zhang1,2,3,4, Jacob B. Landis5,6, Yanxia Sun1,2, Jiao Sun1,2,4, Tianhui Kuang7, Lijuan Li1,2,4, Bashir B. Tiamiyu1,2,4, Tao Deng7, Hang Sun7, Hengchang Wang1,2
1CAS Key Laboratory of Plant Germplasm Enhancement and Specialty Agriculture, Wuhan Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430074, China
2Center of Conservation Biology, Core Botanical Gardens, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, 430074, China
3These authors contributed equally to this study
4University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China
5BTI Computational Biology Center, Boyce Thompson Institute, Ithaca, NY, 14853 USA
6School of Integrative Plant Science, Section of Plant Biology and the L.H. Bailey Hortorium, Cornell University, Ithaca, NY, 14850 USA
7Key Laboratory for Plant Diversity and Biogeography of East Asia, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China

Tóm tắt

Tóm tắt

Các loài Rheum có giá trị dược liệu cao, với trung tâm đa dạng sinh học nằm ở Cao nguyên Thanh Hải - Tây Tạng (QTP) và các khu vực lân cận. Tuy nhiên, mối quan hệ phát sinh loài của Rheum vẫn chưa rõ ràng do các dấu hiệu phân mảnh cung cấp các vị trí thông tin không đủ. Ở đây, chúng tôi đã giải trình tự và chú thích plastome của chín loài Rheum, và so sánh cấu trúc gen giữa chín loài mới cùng với ba loài đã được công bố. Các phân tích so sánh cho thấy plastome của Rheum có cấu trúc tương đối bảo tồn. Năm vùng phân kỳ cao (accD, ccsA, matK, ndhF, và ndhH) có thể được sử dụng làm các dấu hiệu phân tử quý giá cho việc phân loại loài và các nghiên cứu di truyền quần thể trong tương lai. Hai mươi hai mẫu đại diện cho 17 loài đã được sử dụng cho phân tích phylô, tạo ra một cây phylô vững chắc và tiết lộ hai nhánh chính trong Rheum. Kết quả phân tích phylô cho thấy các cấu trúc nhà kính và chậu của Rheum là kết quả của sự tiến hóa song song trong quá trình thích ứng với các môi trường tương tự. Một sự không nhất quán trong hình thái cây giữa các phương pháp ghép nối và đồng hiện đã được phát hiện, hàm ý rằng có thể đã xảy ra phân đoạn dòng không hoàn chỉnh và lai ghép trong lịch sử tiến hóa của Rheum. Ước tính thời gian phân kỳ dựa trên hai phép định chuẩn hóa thạch và ba định chuẩn hóa phụ cho thấy nguồn gốc của Rheum từ Miocene đến giữa Oligocene. Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp nguồn tài nguyên gen quý giá cho chi Rheum có giá trị dược liệu quan trọng, đồng thời mang lại những hiểu biết hữu ích về hệ thống học và tiến hóa của nó.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1093/bioinformatics/bty220

Bao BJ, 2003, Flora of China, 341

10.1093/bioinformatics/btx198

10.1105/tpc.160771

10.1093/nar/27.2.573

10.1093/bioinformatics/btu170

10.1016/j.palaeo.2006.03.028

10.1093/nsr/nwx156

10.1002/j.1537-2197.1947.tb13008.x

Chinese Pharmacopoeia Committee, 2015, Pharmacopoeia of the People's Republic of China

10.1038/nmeth.2109

Dierckxsens N, 2017, Novoplasty: De novo assembly of organelle genomes from whole genome data, Nucleic Acids Research, 45

10.1007/s10592-005-9073-x

Doyle JJ, 2021, Defining coalescent genes: Theory meets practice in organelle phylogenomics, Systematic Biology, 1

10.1186/1471-2148-7-214

10.1111/brv.12107

10.1016/j.palaeo.2006.03.042

10.1093/nar/gkh458

10.1016/j.ympev.2020.106903

10.1016/j.ympev.2019.05.022

10.3390/molecules22020249

10.1093/bioinformatics/17.8.754

10.1093/molbev/msj030

10.1126/science.1122277

10.1093/bioinformatics/bts199

10.1093/molbev/msy096

Lanfear R, 2017, PartitionFinder 2: New methods for selecting partitioned models of evolution for molecular and morphological phylogenetic analyses, Molecular Biology and Evolution, 34, 772

Losina‐Losinskaya A, 1936, The genus Rheum and its species, Acta Instituti Botanici Academiae Scientiarum Unionis Rerum Publicarum Soveticarum Socialisticarum, 5

10.1093/nar/25.5.955

10.1111/jse.12682

10.1093/sysbio/46.3.523

10.1007/s12229-010-9041-0

10.1111/j.1469-8137.2010.03195.x

10.1016/j.earscirev.2012.02.003

10.1016/j.ympev.2020.106802

10.1016/S0169-5347(01)02203-0

10.1146/annurev.ge.19.120185.001545

Pamilo P, 1988, Relationships between gene trees and species trees, Molecular Biology and Evolution, 5, 568

10.1080/03036758.1992.10420822

10.1371/journal.pone.0056243

RambautA 2009. FigTree v1. 3.1.http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/. last retrieved on 15.3.2021.

10.1093/sysbio/syy032

10.1093/molbev/msy159

10.1186/gb-2003-4-3-209

10.1093/molbev/msx248

10.1371/journal.pone.0061261

10.1186/s12870-020-02466-5

10.1093/bioinformatics/btu033

SuchardMA LemeyP BaeleG AyresDL Drummond AJ RambautA.2018. Bayesian phylogenetic and phylogynamic data integration using BEAST 1.10. Virus evolution 4: vey016.

Sun H, 2002, Tethys retreat and Himalayas‐Hengduanshan Mountains uplift and their significance on the origin and development of the Sino‐Himalayan elements and alpine flora, Acta Botanica Yunnanica, 24, 273

10.1111/jse.12092

10.1016/j.pld.2017.09.004

10.1016/j.ympev.2012.01.002

10.7717/peerj.7747

10.1371/journal.pone.0089769

10.1093/aob/mci201

10.1038/s41598-017-17765-5

10.1371/journal.pone.0110760

10.1093/molbev/mst257

10.1016/j.pld.2020.10.001

10.1093/bioinformatics/13.5.555

10.1016/j.ympev.2018.12.023

10.1111/jse.12597

10.1016/j.ympev.2014.04.017

10.1186/s12859-018-2129-y

10.1111/1755-0998.13096

10.1111/1755-6724.12068

10.1038/35075035

10.1007/s00299-020-02532-0

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Systematics and Evolution

Tập 60 Số 6

1229-1240

Thông tin tác giả