近日，学院2022级生态学专业本科生董睿（已保送至中国科学院沈阳应用生态研究所）以第一作者在水生植物学经典期刊《Aquatic Botany》（JCR Q1/生物学大类三区）发表题为“Newly assembled mitogenome of the aquatic ornamental plant Thalia dealbata implicates aquatic adaptation and its phylogenetic position within Zingiberales”的短讯论文（Short communication），青年教师李治中博士为通讯作者。
竹芋科（Marantaceae）为姜目（Zingiberales）内少数适应水生生活的代表科，为探索被子植物的次生水生适应提供了独特的比较研究体系。本研究首次报道了水生观赏植物再力花的完整线粒体基因组，并在姜目尺度上开展细胞器基因组比较分析，初步探讨其线粒体基因组的结构特征、重复序列组成、叶绿体向线粒体的DNA转移（MTPTs）、RNA编辑特征、选择压力及系统进化关系。结果表明，再力花线粒体基因组总长为485,505 bp，由三个环状分子构成，共注释到35个蛋白编码基因（图1）。该基因组中散在重复序列的数量（仅1,908个）远低于近缘陆生植物，并检测到20段叶绿体来源序列，总长3,607 bp，表明其线粒体基因组相较于陆生近缘种经历了明显的结构简化，但仍保留了一定程度的细胞器间序列交换。
图1. 再力花的线粒体基因组图谱
进一步分析共鉴定到97个高置信度的RNA编辑位点，显著少于陆生近缘种味极苦姜黄（492个），其中atp6（25个）和nad7（24个）的编辑频率最高。选择压力分析显示，大部分线粒体蛋白编码基因受纯化选择，仅rps19基因呈现微弱正选择信号，提示该核糖体蛋白基因可能在线粒体蛋白质合成效率方面发生了适应性调整，以适应水生环境中的能量代谢需求。基于线粒体与叶绿体蛋白编码基因构建的系统发育关系整体上高度一致，均支持再力花与姜科形成姐妹群，但在姜黄属内部存在微小的拓扑冲突，可能与不同细胞器基因组的进化速率差异或遗传历史复杂性有关（图2）。
图2. 基于线粒体和叶绿体蛋白编码基因的再力花系统发育分析
综上，本研究揭示了再力花线粒体基因组相对简化的结构特征。其重复序列减少、RNA 编辑位点缩减以及rps19所表现出的弱正选择信号，可能共同反映了再力花在水生或半水生生境中线粒体功能调节的潜在适应性变化。本研究不仅补充了竹芋科线粒体基因组资源，也从细胞器基因组层面为理解水生植物次生水生适应的演化机制提供了新的线索。
该研究得到了安徽省高峰学科建设项目（2025GFXK057）、省部共建协同创新中心开放课题项目（CIWB25-010）及国家级大学生创新创业训练计划（202510370783）的资助。
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原文链接：https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2026.104027
