武汉植物园等在金豆的叶绿体全基因组解析研究中获进展

金豆【Fortunella venosa（Champ. ex Benth.） C.C.Huang】是芸香科中一种多年生常绿灌木。此物种为我国特有，分布区域与金柑【《中国植物志》 Fortunella hindsii （Champ. ex Hook.） Swingle】略有重叠，且范围狭窄，主要分布在福建南平和江西永丰等地，在湖南宁远、茶陵和桂东等地也有发现。由于气候变化和人类活动影响等原因，该种在野外存在数量已大幅减少，作为濒危物种被列入《中国物种红色名录（红色名录第1卷）》。该种在分类学和系统学上的地位素有争议。在《中国植物志》（英文版）（Flora of China）中，金橘属（《中国植物志》 Fortunella Swingle）被并入柑橘属（Citrus L.），原金橘属中包括金豆在内的几个物种都被处理为金柑（Flora of China：Citrus japonica Thunb.）的同物异名。

湖南师范大学生命科学学院与中国科学院武汉植物园东非植物区系与分类学科组合作，对采自湖南株洲地区金豆的叶绿体全基因组进行测序和分析，并与金柑进行分子和形态上的比较分析。

金豆的叶绿体基因组大小为160,265 bp，具典型的被子植物环状四分体结构，包括一个大单拷贝区（LSC）（87,597 bp）、一个小单拷贝区（SSC）（18,732 bp）和一对反向重复区（IRa\IRb）（每个26,968 bp）。叶绿体基因组中有134个预测基因，包括89个蛋白质编码基因、8个rRNA和37个tRNA（图1）。

基于叶绿体基因组序列数据的系统发育分析结果（图2、3）表明，金橘属与金柑属亲缘关系密切，但不支持金豆与金柑的合并，它们应当处理为两个不同的物种，金豆独立成种的地位得到强烈支持，其与金柑在形态（生活型、叶型、果实大小等）上存在显著差异。金豆为小灌木，通常高不超过1米（最矮的成熟植株高仅0.28米）；叶为单叶（叶柄与叶片接合处无关节）；叶小，长2-4(7)厘米，宽1-2厘米，基部楔形；叶柄短，长1-3(5)毫米；花单生叶腋，花瓣3-5毫米长；子房2-3室；果球形或椭圆形，直径6-8毫米，成熟时橙红色。而金柑为小乔木或乔木，高2-8.5米，主茎细长；叶为单身复叶（叶柄和叶片接合处具关节）；叶较大，长4-9厘米，宽1.5-3.5厘米，基部宽楔形；叶柄明显较长，长6-10（15）毫米；花单生或2-3朵簇生叶腋，花瓣长6-8毫米；子房4-6室；果实较大，呈球形，直径1.5-2.5厘米，熟后呈橙黄色至橙红色（图4）。

相关研究成果以Complete Chloroplast Genome Sequence of Fortunella venosa (Champ. ex Benth.) C.C.Huang (Rutaceae): Comparative Analysis, Phylogenetic Relationships, and Robust Support for Its Status as an Independent Specie为题，发表在Forests上。研究工作得到国家科技基础资源调查专项、湖南省林木种质资源调查项目和中科院国际合作项目等的支持。

图1 金豆【Fortunella venosa （Champ. ex Benth.） C.C.Huang】叶绿体基因组基因图谱

图2 27种芸香科植物的CDS系统发育树

图3 基于叶绿体全基因组序列的27种芸香科植物BI系统发育树

图4 金橘和金豆的主要形态结构比较。A-金桔、B-金豆；1-植株及生境、2-枝条、3-叶、4-花、5-果枝、6-果实及果实横切