榿葉樹屬（Clethra）是熱帶至亞熱帶地區(qū)重要的山地樹種，具有良好的園林觀賞性和環(huán)境適應(yīng)性。該屬約65種，間斷分布于東亞和東南亞、北美東南部、中美洲、巴西東部和馬德拉群島。榿葉樹屬是合瓣花植物中較為原始的類群，其許多特征與杜鵑花科某些屬高度相似，以往植物學(xué)家曾將本屬放置于杜鵑花科內(nèi)。1851年，德國植物學(xué)家Klotzsch將該屬從杜鵑花科中移出，新建立了一個(gè)單屬科——榿葉樹科（Clethraceae）。近些年隨著分子系統(tǒng)學(xué)的興起，基于3個(gè)葉綠體DNA片段的系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果，支持原屬于鞣木科（Cyrillaceae）的虎萼木屬（Purdiaea）為榿葉樹屬的姐妹群并劃入榿葉樹科。到目前為止，已測序的榿葉樹屬葉綠體基因組數(shù)據(jù)很少，在NCBI數(shù)據(jù)庫中僅有云南榿葉樹（Clethra delavayi）一種，很大的制約了對(duì)本屬植物系統(tǒng)發(fā)育的研究。

    武漢植物園東非植物區(qū)系與分類學(xué)科組首次對(duì)該屬分布于華中地區(qū)的本土植物——城口榿葉樹（Clethra fargesii）葉綠體基因組進(jìn)行了解析。研究發(fā)現(xiàn)，城口榿葉樹的葉綠體基因組全長157,486 bp，共注釋到112個(gè)單拷貝基因，其中包含80個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，30個(gè)tRNA基因，4個(gè)rRNA基因（圖1）。與同屬杜鵑花目（Ericales）下的其他科植物相比，該基因組的基因個(gè)數(shù)、GC含量和密碼子偏好性等方面具有較高的相似性，同時(shí)通過基因組比對(duì)重排，選擇壓力和核苷酸多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)該基因組在一些方面表現(xiàn)出高度的保守性。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了該基因組中的73個(gè)微衛(wèi)星序列（SSR）和7個(gè)核苷酸多態(tài)性較高的區(qū)域，可作為榿葉樹科物種鑒定和系統(tǒng)發(fā)育的潛在標(biāo)記?；?5個(gè)葉綠體蛋白質(zhì)編碼序列串聯(lián)數(shù)據(jù)重建杜鵑花目系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果支持了榿葉樹屬與杜鵑花科（Ericaceae）互為姐妹類群（圖2）。該研究為榿葉樹屬的葉綠體基因組研究提供了重要數(shù)據(jù)，對(duì)今后關(guān)于該屬及榿葉樹科的系統(tǒng)發(fā)育研究和物種演化具有重要意義。

    該研究成果以“Complete Chloroplast Genome of Clethra fargesii Franch., an Original Sympetalous Plant from Central China: Comparative Analysis, Adaptive Evolution, and Phylogenetic Relationships”為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Forests》上。本研究是在武漢植物園東非植物區(qū)系與分類學(xué)科組胡光萬研究員和江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院江西省竹子種質(zhì)資源與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國春策教授共同指導(dǎo)下完成，為雙方實(shí)驗(yàn)室合作研究的成果，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)與武漢植物園聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生丁世雄為本論文的第一作者，雙方實(shí)驗(yàn)室多名研究生參與了本項(xiàng)研究。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.3390/f12040441

圖1. 城口榿葉樹（Clethra fargesii）的葉綠體基因組圖譜

圖2. 基于40個(gè)杜鵑花目植物的75個(gè)葉綠體蛋白質(zhì)編碼序列串聯(lián)數(shù)據(jù)構(gòu)建的最大似然法和貝葉斯法系統(tǒng)發(fā)育樹