연구를 통해 수선화과(Hydnoraceae)의 숨겨진 다양성이 밝혀졌습니다

Jun 03, 2024

중국과학원(CAS)의 우한 식물원(Wuhan Botanical Garden) 연구원들은 광범위한 데이터 쿼리 및 데이터 대조 후 색소체 게놈 서열 분석, 조립 및 주석을 통해 Hydnoraceae과에 속하는 Hydnora 식물의 계통발생 분석을 수행했습니다.

이 연구는 BMC Ecology and Evolution에 게재되었습니다.

Hydnoraceae는 Hydnora와 Prosopanche의 두 속으로 구성됩니다. 전자는 아프리카 남부에서 아라비아 반도와 마다가스카르에 분포하고, 후자는 남부에서 중앙아메리카까지 분포합니다. 뿌리 기생충의 이 홀로기생 계열은 가장 오래된 기생 피자식물 계통 중 하나이며 목련(magnoliid Order Piperales)에 속합니다. Aristolochiaceae, Asaraceae 및 Lactoridaceae와 함께 목 내에서 꽃덮이를 갖는 계통군을 형성합니다. 수선화과(Hydnoraceae)는 잎이나 비늘의 손실과 같은 형태학적 특징의 극단적인 손실과 수분을 위해 딱정벌레를 유인하는 부패한 냄새를 방출하는 능력으로 인해 속씨식물 중에서 독특합니다. 따라서 "지구상에서 가장 이상한 식물"로 묘사됩니다.

연구원들에 따르면 케냐에서는 H. sinandevu Beentje & Q. Luke, H. abyssinica A. Braun 및 H. africana Thunb 등 세 가지 Hydnora 종이 기록되었습니다. 이 종들은 의약용, 식량원으로 널리 사용되며, 이들의 뿌리는 가죽을 태닝하는 데 필수적입니다. Hydnora abyssinca는 남부 아프리카에서 북동 아프리카에 이르기까지 어떤 가족 구성원보다도 가장 널리 분포되어 있는 것으로 설명되었습니다.

여기에서 연구자들은 처음으로 Hydnoraceae의 종간 플라스토마 다양성을 탐구했습니다. 그들은 케냐에서 온 Hydnora abyssinica의 7개의 새로운 plastome을 보고하고 이를 나미비아에서 출판된 H. abyssinica 및 오만의 H. arabica Bolin & Musselman의 plastome과 비교했습니다. 게놈 재구성과 Hydnoraceae의 광범위한 샘플링을 포함하여 해결된 계통 발생 가설을 기반으로 그들은 구조, 뉴클레오티드 구성 및 코돈 사용 편향을 분석했습니다.

연구자들은 케냐 Hydnora abyssinica 가입으로부터 최초의 플라스토메를 보고했습니다. 플라스토메는 전형적인 사분체 구조를 갖고 있으며 24개의 독특한 유전자를 암호화합니다. 계통발생수 재구성은 나미비아 H. abyssinica 가입 및 최근 출판된 오만 H. 아라비카와 함께 단일계통으로 케냐 가입을 회복했습니다. 그러나 Hydnora abyssinica는 전체적으로 H. arabica가 그 안에 둥지를 틀고 있는 비단순계통으로 회복됩니다.

이 결과는 아프리카의 Hydnora 종 내에 숨겨진 다양성을 나타내는 뚜렷한 구조적 plastome synapomorphies와 쌍별 거리 추정에 의해 뒷받침됩니다.

이 연구는 중국 국립자연과학재단, CAS의 국제 파트너십 프로그램, 중국 정부 장학금 프로그램, 중국과학원대학교의 지원을 받았습니다.