豆科（Fabaceae）槐屬植物（Sophora s.l.）是一類廣布于世界熱帶和溫帶的喬木、灌木、亞灌木或草本植物，具有極高的經濟和生態價值。槐屬植物由于分布較廣且具有較強的形態可塑性，導致該屬植物歷來被認為是分類學上非常具有挑戰性的類群。中國科學院成都生物研究所植物多樣性研究團隊自2018年起廣泛收集槐屬植物的研究材料，利用Illumina測序技術和掃描電鏡（SEM）分別研究了Sophora的葉綠體基因組特征和孢粉特征，為闡明槐屬植物的系統發育關系和分類關系做出了重要貢獻。 

 研究團隊首次報道了9個中國Sophora植物的葉綠體基因組，并結合已發表的5個物種研究其葉綠體基因組特征，重復序列和高度多態性位點等。結果表明，這些完整葉綠體基因組的長度為152,953—158,087 bp，包含111—113個獨特的基因，其中包括76—78個蛋白編碼的基因，31個tRNA基因和4個rRNA基因（圖A）。Sophora葉綠體基因組IR區（inverted repeat region）的擴張導致位于邊界的rps12基因進入了LSC區域 （large single-copy region），并且一些物種中的trnT-CGU基因也出現丟失（圖B）。此外，該屬的trnC-GCA基因和trnF-GAA基因之間還存在有大約23kb的倒置。同時，研究還確定了7個高度多態位點（Pi >0.035），可用于后續Sophora的系統發育分析（圖C）?；谕暾~綠體基因組和蛋白質編碼序列的數據集，構建的蝶形花亞科早期分支系統發育樹顯示，槐屬是單系類群，但Sect. Disamaea 和 Sect. Sophora與基于果實形態的傳統分類法不一致（圖D）。 

 研究團隊利用掃描電子顯微鏡對Sophora和3個近緣屬的共計27個種、4個亞種和4個變種的43個樣品的花粉形態進行了研究，以評估該屬的花粉多樣性及其分類意義。結果顯示，所研究物種的花粉絕大部分是三溝開裂（很少是六溝），花粉的形狀從近球形、球狀、近圓形到球形不等（圖E）。并且首次報告了該屬的花粉具有回紋狀的外部紋飾，新增描述了孔膜的紋飾和極地/赤道視圖的輪廓。利用主成分分析（PCA）辨析了該屬部分種與種，種與屬之間的關系，其用于分析的六個成分占總方差的79.92%。最后，研究團隊還基于花粉形態特征構建了所研究物種的分類檢索表。 

 相關研究成果分別以“Comparative chloroplast genomics of Sophora species: Evolution and phylogenetic relationships in the rarly-diverging legume subfamily Papilionoideae (Fabaceae)”為題發表在Frontiers in Plant Science（IF: 5.753）和“Pollen morphology of the genus Sophora (Fabaceae) and its taxonomic implications”為題發表在Microscopy Research & Technique（IF: 2.769）。中國科學院成都生物研究所的廖敏博士為論文第一作者，徐波副研究員為論文的通訊作者。相關研究得到了國家自然科學基金（31570196）、第二次青藏高原綜合科學考察研究項目（2019QZKK0502）和中克“一帶一路”生物多樣性與生態系統服務聯合實驗室（2020YFE0203200）的資助。 

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　　圖A. 14個Sophora的完整葉綠體基因組圖（線性圖）; 圖B. 14個Sophora葉綠體基因組邊界的擴張和收縮分析; 圖C. 14個Sophora葉綠體基因組的核苷酸多態性區域分析; 圖D. 基于39個葉綠體基因組序列的蝶形花亞科早期分支的系統發育分析; 圖E. 利用SEM獲取的部分Sophora及近源屬花粉的顯微結構。