豆科（Fabaceae）槐属植物（Sophora s.l.）是一类广布于世界热带和温带的乔木、灌木、亚灌木或草本植物，具有极高的经济和生态价值。槐属植物由于分布较广且具有较强的形态可塑性，导致该属植物历来被认为是分类学上非常具有挑战性的类群。中国科学院成都生物研究所植物多样性研究团队自2018年起广泛收集槐属植物的研究材料，利用Illumina测序技术和扫描电镜（SEM）分别研究了Sophora的叶绿体基因组特征和孢粉特征，为阐明槐属植物的系统发育关系和分类关系做出了重要贡献。
研究团队首次报道了9个中国Sophora植物的叶绿体基因组，并结合已发表的5个物种研究其叶绿体基因组特征，重复序列和高度多态性位点等。结果表明，这些完整叶绿体基因组的长度为152,953—158,087 bp，包含111—113个独特的基因，其中包括76—78个蛋白编码的基因，31个tRNA基因和4个rRNA基因（图A）。Sophora叶绿体基因组IR区（inverted repeat region）的扩张导致位于边界的rps12基因进入了LSC区域 （large single-copy region），并且一些物种中的trnT-CGU基因也出现丢失（图B）。此外，该属的trnC-GCA基因和trnF-GAA基因之间还存在有大约23kb的倒置。同时，研究还确定了7个高度多态位点（Pi >0.035），可用于后续Sophora的系统发育分析（图C）。基于完整叶绿体基因组和蛋白质编码序列的数据集，构建的蝶形花亚科早期分支系统发育树显示，槐属是单系类群，但Sect. Disamaea 和 Sect. Sophora与基于果实形态的传统分类法不一致（图D）。
研究团队利用扫描电子显微镜对Sophora和3个近缘属的共计27个种、4个亚种和4个变种的43个样品的花粉形态进行了研究，以评估该属的花粉多样性及其分类意义。结果显示，所研究物种的花粉绝大部分是三沟开裂（很少是六沟），花粉的形状从近球形、球状、近圆形到球形不等（图E）。并且首次报告了该属的花粉具有回纹状的外部纹饰，新增描述了孔膜的纹饰和极地/赤道视图的轮廓。利用主成分分析（PCA）辨析了该属部分种与种，种与属之间的关系，其用于分析的六个成分占总方差的79.92%。最后，研究团队还基于花粉形态特征构建了所研究物种的分类检索表。
相关研究成果分别以“Comparative chloroplast genomics of Sophora species: Evolution and phylogenetic relationships in the rarly-perging legume subfamily Papilionoideae (Fabaceae)”为题发表在Frontiers in Plant Science（IF: 5.753）和“Pollen morphology of the genus Sophora (Fabaceae) and its taxonomic implications”为题发表在Microscopy Research & Technique（IF: 2.769）。中国科学院成都生物研究所的廖敏博士为论文第一作者，徐波副研究员为论文的通讯作者。相关研究得到了国家自然科学基金（31570196）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0502）和中克“一带一路”生物多样性与生态系统服务联合实验室（2020YFE0203200）的资助。
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图A. 14个Sophora的完整叶绿体基因组图（线性图）; 图B. 14个Sophora叶绿体基因组边界的扩张和收缩分析; 图C. 14个Sophora叶绿体基因组的核苷酸多态性区域分析; 图D. 基于39个叶绿体基因组序列的蝶形花亚科早期分支的系统发育分析; 图E. 利用SEM获取的部分Sophora及近源属花粉的显微结构。