基于转录组的山茶科系统发育和全基因组复制研究
第一作者
Qiong Zhang
第一单位
中科院昆明植物研究所
通讯作者
Xiangqin Yu and Hua Peng
Abstract
背景+问题：Theaceae, with three tribes and nine genera, is a family of great economic and ecological importance. Recent phylogenetic analyses based on plastid genome resolved the relationship among three tribes and the intergeneric relationships within Gordonieae and Stewartieae. However, generic level relationships within the largest tribe Theeae were not fully resolved and potential hybridization among genera within Theeae revealed previously also remains to be tested further.
主要研究：Here we conducted a comprehensive phylogenomic study of Theaceae based on transcriptomes and low-depth whole-genome sequencing of 57 species as well as additional plastome sequence data from previous work.
结果1：Phylogenetic analyses suggested that Stewartieae was the first-diverging clade in Theaceae, consistent with previous study using plastomic data. Within Theeae, the highly supported Apterosperma-Laplacea clade grouped with Pyrenaria with maximum support based on the partitioned and unpartitioned concatenation analyses using the 610 low-copy nuclear genes, leaving Camellia and Polyspora as another sister genera in the tribe.
结果2：PhyloNet analyses suggested one reticulation event within Camellia and Pyrenaria respectively, but no intergeneric reticulations were detected in Theeae. Another introgression was found between Gordonia lasianthus and the common ancestor of Gordonieae during the Late Oligocene. The existing land bridges (e.g. Bering land bridge) might have facilitated this ancient introgression. Further researches need to be conducted to uncover the interspecific introgression pattern within Camellia. Ks distribution analyses supported the tea family shared one whole-genome duplication (WGD) event Ad-β, which was recently mapped to the clade containing core Ericales, Primuloids, Polemonioids and Lecythidaceae.
摘 要
山茶科包含3个tribes和9个genera，是一个具有重要经济价值和生态价值的科。最近基于质体基因组的系统发育分析解决了三个部落之间的关系以及Gordonieae 和 Stewartieae的属间关系。然而，最大tribes：山茶亚科内的属级关系尚未完全解决，先前揭示的山茶亚科内属间的潜在杂交也有待进一步验证。在这里，我们根据57个物种的转录本和低深度全基因组测序，以及以前工作中额外的质体组序列数据，对山茶科进行了全面的系统基因组学研究。系统发育分析表明，Stewartieae是山茶科的第一个分叉分支，这与以往利用质体数据进行的研究一致。根据对610个低拷贝核基因的分割和未分割连接分析，高度支持的Apterosperma-Laplacea支系与Pyrenaria 聚为一类，山茶属和Polyspora是该族中的另一个姊妹属。PhyloNet分析表明，山茶属和Pyrenaria 分别发生了一次网状现象，而在山茶亚科中没有检测到属间网状现象。渐新世晚期，Gordonia lasianthus和Gordonieae的共同祖先之间还发现了另一次渐新世互渗。现存的陆桥(例如白令陆桥)可能促进了这种古老的渗透。要揭示山茶属种间渐渗模式，还需要进一步的研究。KS分布分析支持茶科共有一个全基因组复制事件Ad-β，该事件最近被定位到包含核心杜鹃花科、报春花科、多角花科和狼尾花科的支系。
DOI: https://doi.org/10.1101/2021.03.26.437128
Journal: bioRxiv
Published date: March 28, 2021
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