夹竹桃科（Apocynaceae）植物多样性较高，经济价值突出。其中，夹竹桃亚科（Apocynoideae）汇集了大量木质藤本与灌木，在生态、药用、园艺等领域均扮演重要角色。代表性物种夹竹桃（Nerium oleander）更是全球广泛栽培的园林植物。叶绿体基因组是植物种质鉴定和系统发育研究的重要分子标记。然而，对夹竹桃亚科植物（尤其是栽培品种）叶绿体基因组的比较分析仍较为薄弱，制约了对相关类群的遗传演化研究。

2026年5月，Genomics Communications 在线发表了南京林业大学王则夫课题组题为A comprehensive analysis of 14 chloroplast genomes from the subfamily Apocynoideae (Apocynaceae) 的研究论文。该研究对夹竹桃亚科植物的14个叶绿体基因组进行了全面的比较基因组学分析。

研究发现，14个夹竹桃亚科植物的叶绿体基因组均保持典型的四分体结构，但非编码区表现出显著的序列分化。其中，白麻（Apocynum pictum）的反向重复区（IR区）发生了不对称收缩，长度仅14,613 bp，较近缘种缩短约43.6%，导致rps19、rpl2 等基因从IR区迁移至大单拷贝区（LSC区），并发生了拷贝丢失，这可能通过改变基因剂量影响其环境适应能力。密码子偏好分析显示，所有基因组ENC均值超过50，整体偏好较弱，但呈现显著A/U偏向；中性绘图与PR2分析证实，自然选择是驱动密码子使用模式的核心力量，其中罗布麻属（Apocynum）密码子偏好受自然选择的影响最为显著。选择压力分析揭示了“核心保守、局部正选择”的演化格局：全基因组Ka/Ks值远低于1，净化选择占主导地位，但ndhG、rpl20、psaI 等7个基因在特定谱系中检测到正选择信号。其中，ndhG 在罗布麻（A. venetum）中Ka/Ks高达2.30，可能与其干旱适应相关；rpl20 在5个物种中均受正选择，揭示参与叶绿体翻译功能的适应性调控。基于65个保守CDS串联序列的系统发育分析显示夹竹桃亚科并非单系群，萝藦亚科（Asclepiadoideae）嵌套其中。三个夹竹桃叶绿体基因组形成单系，两个新测序品种聚为一支，表明夹竹桃花色与株型的不同可能主要由核基因组或环境驱动，而非叶绿体基因组的差异。此外，研究还鉴定出ccsA–ndhD、trnY-GUA–trnE-UUC 等高变基因间区，以及rpl32、ycf1、matK 等高变编码区，为夹竹桃亚科物种鉴定与系统发育研究提供了潜在的分子标记。

该研究首次揭示了夹竹桃亚科植物叶绿体基因组的演化特征，为理解其谱系分化、适应性演化及遗传资源利用提供了重要基础。

图1夹竹桃科代表性类群叶绿体基因组系统发育树

本文共同第一作者为南京林业大学本科生巫孟林（已推荐免试至兰州大学生态学院攻读硕士学位）与博士生胡丽超；通讯作者为王则夫教授与青年教师杨霄月博士；本科生苏杭（即将赴兰州大学生态学院攻读硕士学位）与江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园）吴雅琼副研究员为本研究做出重要贡献。本研究得到了国家自然科学基金（32422053、32301411）与江苏省自然科学基金（BK20230394）的资助。

https://doi.org/10.48130/gcomm-0026-0009