葫蘆科（Cucurbitaceae）作為被子植物中重要的經(jīng)濟(jì)類群，包含95屬900余種植物，其中瓜類作物具有重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。葫蘆屬（Lagenaria）為該科的代表性屬，共包含6個(gè)物種，但僅有葫蘆（Lagenaria siceraria）被廣泛栽培利用。葫蘆屬的東非葫蘆（Lagenaria abyssinica）因其藥用價(jià)值和作為傳統(tǒng)容器的實(shí)用功能而備受關(guān)注。然而，該物種的遺傳信息尚未見報(bào)道，這嚴(yán)重制約了對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)化地位以及種質(zhì)資源利用等方面的深入研究。

近期，中國(guó)科學(xué)院武漢植物園東非植物區(qū)系與分類學(xué)科組與湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物分類學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合作，成功解析了東非葫蘆葉綠體全基因組序列。該研究首次完成了東非葫蘆葉綠體基因組的測(cè)序與精確注釋，不僅填補(bǔ)了這一重要野生種質(zhì)資源的分子數(shù)據(jù)空白，更為葫蘆科植物的系統(tǒng)發(fā)育重建、進(jìn)化機(jī)制解析以及藥用資源開發(fā)利用提供了重要的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。

研究顯示，東非葫蘆的葉綠體基因組全長(zhǎng)為156, 800 bp，為典型的環(huán)狀四分體結(jié)構(gòu)。通過比較分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了20個(gè)高度變異的基因位點(diǎn)，或可作為潛在的DNA條形碼用于物種鑒定。該項(xiàng)研究還鑒定出32個(gè)正選擇的基因，這些基因可能在東非葫蘆適應(yīng)特定環(huán)境的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。利用新獲得的葉綠體基因組數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)東非葫蘆的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了梳理。分析結(jié)果顯示，東非葫蘆與葫蘆具有較近的親緣關(guān)系，葫蘆屬與西瓜屬（Citrullus）為姐妹類群。

研究成果以“The complete chloroplast genome of Lagenaria abyssinica (Hook.f.) C. Jeffrey: comparative and phylogenetic analysis”為題，在國(guó)際植物學(xué)期刊Genetic Resources and Crop Evolution上發(fā)表。武漢植物園與湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生許海霞為第一作者，湖南師范大學(xué)譚英講師、蔡秀珍副教授及武漢植物園胡光萬(wàn)研究員為共同通訊作者。

這項(xiàng)研究得到了湖北省科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新人才與服務(wù)計(jì)劃（2022EHB031），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32270228），中國(guó)科學(xué)院中-非聯(lián)合研究中心項(xiàng)目（SAJC202401）的支持。