蘭科石仙桃屬植物(Pholidota Lindl. ex Hook.)分布于亞洲熱帶、亞熱帶地區，世界約有30種，我國產約15種。該屬植物具有重要的經濟價值，其中有些類群為傳統中藥材，俗稱石橄欖。然而，以往由于采樣不足、缺乏足夠的信息位點及有限的基因組信息，該屬和近緣屬間的關系和系統地位尚不清楚，石仙桃屬的分類問題尚存在爭議。
為了解該屬植物的系統發育關系及其葉綠體基因組的變異模式，科研人員對13種石仙桃屬植物的葉綠體全基因組進行了高通量測序、組裝和注釋分析。結果顯示，石仙桃屬葉綠體基因組均為典型的環狀四分體結構，大小在158,786 ~ 159,781 bp之間。每個葉綠體基因組包含135個基因，其中蛋白質編碼基因89個，tRNA基因38個，rRNA基因8個。密碼子使用模式分析顯示石仙桃屬葉綠體基因組偏向使用以A/U結尾的密碼子。重復序列分析鑒定出444個串聯重復序列，322個回文重復序列和189個散在重復序列。變異位點共檢測到525個SSRs、13834個 SNPs和8630個InDels。本研究確定了6個高度可變區域，用于未來的分子標記及相關的遺傳學和基因組學研究。
在綜述之前工作的基礎上，該研究基于葉綠體全基因組序列進一步探討了石仙桃屬及其近緣屬之間的系統發育關系，結果表明，傳統意義上依據唇基囊狀界定的石仙桃屬為多系，分為四個主要分支(圖1)：狹義石仙桃屬(Pholidota s.s)與包含貝母蘭屬(Coelogyne Lindl.)部分代表物種的一個分支構成姊妹群；另外兩個分支分別與蜂腰蘭屬(Bulleyia Schltr.)和曲唇蘭屬[Panisea (Lindl.) Lindl.])的代表物種聚在一起; P. ventricosa偏離該屬所有其他物種，穩定處于系統發育樹的基部。盡管唇基凹陷的性狀在石仙桃屬物種間表現出相似性，但經歷了多次獨立進化而產生，為非同源性狀，而石仙桃屬多數分支得到子房是否被毛、花苞片形態等形態共衍征的支持。
該研究首次基于葉綠體全基因組數據比較分析了石仙桃屬植物的遺傳變異和進化，探討了石仙桃屬及其近緣屬之間的系統發育和親緣關系。研究結果有助于更好地理解石仙桃屬及其近緣類群的系統發育關系，并為該屬植物的分類、演化和保育奠定了基礎。
相關研究成果已近期發表在國際學術期刊BMC Plant Biology（《BMC植物生物學》）上。中國科學院華南植物園李琳副研究員及碩士研究生王婉瑤為共同第一作者，華南植物園曾宋君研究員及福建農林大學劉仲健教授為共同通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12870-023-04233-8
圖1. 基于22個葉綠體基因組構建的石仙桃屬及其近緣屬的ML系統發育樹
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