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人参属(Panax L.)植物具有极高的药用价值和经济价值,但该属属内的系统关系一直存在争议,且物种鉴定十分困难。本研究新测序组装了人参属9个种共59个叶绿体基因组和54个rDNA片段,结合已发表的序列,通过比较基因组结构、简单重复序列(SSR)、核苷酸替代率,揭示人参属叶绿体基因组特征;基于叶绿体全基因组和rDNA重建系统发育树,揭示人参属属内的系统发育关系;并从变异位点和信息位点数、种内种间差异及物种鉴定能力等方面对超级条形码与通用条形码(matK、rbc L、trnH-psbA)进行比较,评价人参属超级条形码。主要研究结果如下:1.比较基因组分析人参属叶绿体基因组均由一个大单拷贝区(Large single-copy,LSC)、一个小单拷贝区(Ssmall single-copy,SSC)和两个反向重复区(Inverted repeat,IR)组成。叶绿体基因组的长度在155,992-156,466bp之间,总GC含量在38.00%-38.10%之间。叶绿体基因组均含有114个单拷贝基因,包括80个蛋白质编码基因,30个转运RNA(tRNA)基因,4个核糖体RNA(rRNA)基因,没有明显的结构重排、假基因化及基因缺失。在LSC/IRA交界区,IRA均扩张进rps19基因,LSC/IRB交界区均位于rpl2和trnH基因之间;在SSC/IRA交界区,IR均扩张进ycf1假基因,但ycf1假基因和ndhF基因仅在三七(P.notoginseng)、姜状三七(P.zingiberensis)、越南参(P.vietnamensis)、西洋参(P.quinquefolius)及狭叶竹节参(P.wangianus)中出现重叠。叶绿体基因组的SSR总数在34-40之间,主要分布在非编码区且主要由A/T组成。叶绿体基因组蛋白编码基因中没有检测到明显的正选择(Positive selection)信号,基因在进化过程中可能经受了强烈的净化选择(Purifying selection)。此外,在叶绿体基因组中找到17个变异热点区(ccsA、matK、ndhF、ndhH、petL、rbcL、rpl22、rpoA、rps3、ycf1、atpA-atp F、ccsA-ndhD、infA-rps8、ndh I-ndhA、rpl14-rpl16、rps19-rpl2、trnY-GUA-trnE-UUC)。2.系统发育分析基于叶绿体基因组和rDNA重建的系统发育树均支持屏边三七(P.stipuleanatus)位于系统发育树的基部;支持人参(P.ginseng)和西洋参(P.quinquefolius)的姐妹群关系。在基于叶绿体基因组重建的系统树中三七(P.notoginseng)与羽叶三七(P.bipinnatifidus)、越南参(P.vietnamensis)、姜状三七(P.zingiberensis)、珠子参(P.major)、狭叶竹节参(P.wangianus)和竹节参(中国)(P.sinensis)聚成一支并最先分离出来;支持越南参(P.vietnamensis)和狭叶竹节参(P.wangianus)聚成一支再与姜状三七(P.zingiberensis)呈姐妹群关系。但在基于rDNA的ML树上,三七与越南参和姜状三七聚成一支,并且三七和姜状三七分布区存在重叠。因此,三七在长期的栽培过程中可能和姜状三七存在基因渐渗。羽叶三七(P.bipinnatifidus)、珠子参(P.major)、竹节参(中国)(P.sinensis)三个种各自作为一个单系均未得到支持,这可能是种间杂交导致的。此外,系统发育分析支持姜状三七(P.zingiberensis)、越南参(P.vietnamensis)和狭叶竹节参(P.wangianus)均是一个单系类群,支持将三者从羽叶三七复合群(P.bipinnatifidus complex)中独立出来。3.超级条形码评价人参属中,超级条形码和通用条形码(matK、rbcL、trnH-psbA)的种间差异均大于种内差异,但通用条形码变异位点和信息位点较少,物种鉴定成功率较低,不能作为人参属的最佳条形码。叶绿体基因组具有最多的变异位点和信息位点,物种鉴定成功率可达70%,并且鉴定结果的可靠性较rDNA和通用条形码强,因此将叶绿体基因组作为超级条形码可以准确、高效的鉴定人参属植物。但是,叶绿体基因组和rDNA均未能成功鉴定羽叶三七、珠子参和竹节参(中国),超级条形码仍然没能解决种间杂交给物种鉴定带来的困难。超级条形码测序数据中包含的许多单拷贝核基因片段可能有助于解决这一问题。综上所述,本研究表明人参属叶绿体基因组高度保守,并以较高的支持率揭示了属内的系统发育关系。此外,本研究表明将叶绿体基因组作为超级条形码能够提高物种鉴定能力和可靠性,这拓宽了条形码的使用范围,也为鉴定困难的类群提供了新的鉴定方法。