Китайские ученые проанализировали полные хлоропластные геномы 19 видов растений рода Petrocodon, произрастающих на карстовом плато Гуйчжоу. Исследование помогло прояснить их сложные эволюционные связи, которые ранее было трудно отследить из-за внешнего сходства многих видов и постоянных пересмотров в систематике.
Анализ показал, что геномная структура этих растений очень консервативна, то есть мало различается от вида к виду. При этом все изученные виды четко разделились на три эволюционные группы – клады, каждая из которых привязана к определенному географическому району. Это подтверждает гипотезу о том, что изоляция в условиях карстовых ландшафтов стимулирует видообразование, хотя само исследование не устанавливало причины или время диверсификации.
Все 19 геномов имеют типичное для растений строение и содержат от 131 до 132 функциональных генов. В ДНК отмечено преобладание нуклеотидов аденина и тимина, что, по мнению авторов, является следствием нейтральных мутаций у общего предка, а не метаболической адаптацией к бедным азотом почвам.
В ходе работы ученые выявили 12 высоковариабельных участков генома. Они могут служить молекулярными маркерами для точной идентификации видов и изучения их родственных связей. Наиболее информативными оказались область ycf1 и интервал ndhF–rpl32. Анализ также показал, что большинство генов находятся под действием очищающего отбора, что объясняет их высокую сохранность. Лишь два гена, ndhK и atpF, эволюционировали быстрее, но для подтверждения гипотезы об их адаптивной роли нужны дополнительные исследования.
Филогеномный анализ подтвердил, что все изученные таксоны Petrocodon образуют единую эволюционную ветвь. Кроме того, исследование предоставило молекулярные доказательства для объединения с родом Petrocodon родов Calcareoboea и Tengia, которые ранее считались самостоятельными. Несмотря на ограниченный охват, полученные данные создают основу для дальнейшего изучения и сохранения уникального биоразнообразия карстового региона.