来自南京林业大学生物与环境学院(现为生命科学学院)和竹类研究所林树燕教授及其团队在Forests期刊发表了题为“Chloroplast Genome Variation and Phylogenetic Analyses of Seven Dwarf Ornamental Bamboo Species'”的文章。研究生周必铙为第一作者，姚文静老师和国春策老师为共同第一作者，林树燕教授为通讯作者。
这篇文献研究了七种矮小观赏竹的叶绿体基因组变异及其系统发育关系。通过高通量测序，研究者获得了这七种竹类的叶绿体基因组，大小约在139,031 bp至139,759 bp之间，均具有典型的四分体结构。所有七种竹子的叶绿体基因组共有116个基因，包括4个rRNA基因、30个tRNA基因和82个蛋白编码基因。整体来看，这些基因组的变异较小，其中反向重复区（IR）的变异低于大单区（LSC）和小单区（SSC）的变异。
文章中还识别出了46个简单重复序列（SSR）标记，这些标记主要分布在LSC区，且大多由A和T碱基组成。基于这些叶绿体基因组数据，研究者构建了一个系统发育树，将七种矮小竹分为三个支系，并指出S. glabra与其变种S. glabra 'Albostriata’与Pleioblastus属的亲缘关系更为密切，这与其形态特征分类不一致。
此外，在S. glabra和S. glabra'Albostriata’的叶绿体基因组中发现了与aptA、psaA和ndhJ基因相关的三个突变，这可能与这两种竹子不同的叶片形态有关。该研究为后续的种群遗传学、物种识别及保护生物学研究提供了宝贵的基础数据。
主要结果
叶绿体基因组的特征
在这篇研究中，作者对七种矮小观赏竹的叶绿体基因组（chloroplast genome）特征进行了分析。所有七种竹类的叶绿体基因组均展现出相似的四分体结构，基因组大小约在139,031 bp至139,759 bp之间，这与先前文献报告的竹类叶绿体基因组大小（约139 kb）一致。在这七种植物的叶绿体基因组中，共发现116个基因，包括4个rRNA基因、30个tRNA基因和82个蛋白编码基因，并且它们没有发生任何重排事件，显示出较高的基因保守性。
研究还发现，叶绿体基因组的GC含量高度相似，其中IR区（反转重复区）的GC含量最高，具有稳定性和序列复杂性的好处。这一发现表明这七种矮小观赏竹的进化分化程度低于其他物种。尽管基因组整体保守，部分基因中存在单核苷酸替代现象，这可能会影响基因的功能和表达。例如，clpP基因（ATP依赖的蛋白酶）在拟南芥中是已知具有两个内含子。
通过mVISTA分析，发现变异主要发生在非编码区域，而IR和CDS区域则更为保守。具体的序列差异主要集中在S. kongosanensis‘Aureostriatus’与其他六种竹类相比，如trnG-UCC-trnT-GGU、rbcL-accD和ndhC-trnV-UAC等区域。此外，还鉴定出46个简单重复序列（SSRs）标记，这些标记主要集中在LSC区域，并主要由A和T碱基组成。
此外，研究还鉴定出了最多46个简单重复序列（SSRs）标记，这些标记在LSC区主要分布，并为物种识别和系统发育分析提供了重要的分子标记。该研究为矮小观赏竹的种群遗传学和物种识别提供了重要的数据基础，进而推动了竹类植物系统发育研究的进展。
系统发育特征
在这篇研究中，作者进行了关于七种矮小观赏竹的系统发育分析（phylogenetic analysis）。通过高通量测序和比较其整个叶绿体基因组（chloroplast genome），建立了一棵包含七种矮小观赏竹、24种其他竹类和两个外群植物的系统发育树。分析结果将这七种竹类分为三个主要分支，其中S. glabra和S. glabra 'Albostriata’与Pleioblastus属的亲缘关系更为密切，这与它们基于形态特征的分类不一致。
研究发现，七种竹类的基因组变异较低，IR区（反向重复区）的变异程度低于LSC区（大单区）和SSC区（小单区），且编码区域的变异小于非编码区域，这些都表明这些竹类的系统发育关系较为密切。在具体的分析中，使用mVISTA程序比较了叶绿体基因组，并通过滑动窗口分析计算了七种竹子的核苷酸多样性（nucleotide diversity），结果揭示了一些热区（divergent hotspots），这在系统发育研究中具有重要的意义。
结论部分
作者强调了对这些叶绿体基因组的研究为未来的种群遗传学、物种识别和保护生物学研究奠定了重要基础。总计识别出的46个简单重复序列（SSR）标记大多分布在LSC区，提供了丰富的多态性，有助于物种识别和基因组结构分析。此外，基于这些叶绿体基因组构建的系统发育树显示，这七种竹类被分为三个主要分支，S. glabra和S. glabra ‘Albostriata’与Pleioblastus属的亲缘关系更为接近，这与传统根据形态特征的分类有所不同。整体而言，这些研究结果不仅为竹类的多样性提供了新的视角，也为进一步的科研工作指明了方向。
文献来源：
Zhou, B.; Yao, W.; Guo, C.; Bian, L.; Ding, Y.; Lin, S. Chloroplast Genome Variation and Phylogenetic Analyses of Seven Dwarf Ornamental Bamboo Species. Forests 2022, 13, 1671. https://doi.org/10.3390/f13101671
