来源 | JGG
2021年10月28日，福建农林大学园林学院彭东辉教授团队和刘仲健教授团队合作在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“The Melastoma dodecandrum genome and the evolution of Myrtales”的研究论文，揭示了野牡丹科及桃金娘目的进化以及地菍花发育、异型雄蕊和植株匍匐性状的分子机制。
野牡丹科 (Melastomataceae) 隶属于桃金娘目 (Myrtales) ，具有极高的药用和观赏价值。在被子植物分子分类系统Angiosperm Phylogeny Group (APG) IV中，桃金娘目被划分在锦葵类 (Malvids) 分支中，目前已有多个锦葵类分支物种完成基因组测序，但该分支内的系统发育关系仍然不确定。地菍 (Melastoma dodecandrum) 是野牡丹属的匍匐状小灌木，其花型独特具有异型雄蕊，花期长且植株匍匐蔓延，观赏价值极佳。
地菍基因组组装大小为299.81 Mb。基因组系统发育分析表明地菍、巨桉和石榴聚成桃金娘目，与锦葵类和豆类 (Fabids) 的祖先形成姐妹类群，结果不支持APG IV分类系统。有趣的是，研究发现地菍共经历了四次基因组多倍化事件，一次为大多数真双子叶植物共享的全基因组三倍化事件 (WGT)，即γ 事件，一次为与桃金娘目共享事件，两次为地菍特有事件。
鉴定地菍MADS-box基因家族揭示花发育的分子调控机制。研究发现两个编码MYB转录因子的基因可能是其花色形成的关键基因，SUAR63-like基因和AG-like基因在长、短雄蕊中的差异表达模式可能与异型雄蕊形成有关。最后，CAD-like基因的收缩和LAZY1-like基因相对高表达可能是其生活型介于草本木本之间，植株匍匐性状形成的原因。
地菍全基因组数据进一步揭示野牡丹科、桃金娘目在锦葵类分支中的系统发育地位，以及全基因组多倍化事件，为野牡丹科的起源与进化研究提供分子遗传资源与基础，为其多样性、保护与利用提供新见解。
地菍花及系统发育分析
A：地菍花；B：地菍基因组特征图谱；
C：地菍及近缘物种系统发育树；D：地菍与巨桉Ks分布图。
福建农林大学园林学院博士研究生郝杨和周育真讲师为该论文共同第一作者，彭东辉教授和刘仲健教授为共同通讯作者。相关工作得到福建省观赏植物种质资源创新与应用工程技术项目、福建省高原学科建设项目及林业公益性行业科研专项资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.10.004
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