竹亞科（Bambusoideae）隸屬于禾本科（Poaceae），全世界共分布有一千余種。木本竹子因種類數(shù)目多，形態(tài)性狀復(fù)雜多變及多年生一次性開花等原因而成為系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究難點(diǎn)。隨著新一代測(cè)序技術(shù)的興起，系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)為解決這類困難類群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系帶來了曙光。

　　中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖研究組對(duì)木本竹子的研究有較好的研究基礎(chǔ)。最近，該研究組選取1種熱帶竹子和5種溫帶竹子，利用新一代測(cè)序技術(shù)Illumina測(cè)定了這些種的葉綠體基因組全序列。通過與已知的2種竹子葉綠體基因組序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)竹亞科植物的葉綠體基因組非常保守，具有良好的共線性和較低的分子進(jìn)化速率，并證實(shí)了通過改良高鹽低pH法直接分離葉綠體DNA并測(cè)序這一方法的可行性。

　　基于24種禾本科植物葉綠體基因全序列，該研究組還構(gòu)建了禾本科的系統(tǒng)發(fā)育樹。在BEP分支中，竹亞科和早熟禾亞科（Pooideae）的姐妹群關(guān)系得到了強(qiáng)烈的支持，首次從系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)的角度證實(shí)了近期的分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果，在竹亞科分支中熱帶分支和溫帶分支也分別為兩個(gè)很好的單系。此外，與以前的研究結(jié)果相比，溫帶分支內(nèi)部的系統(tǒng)學(xué)關(guān)系也得到了較好的解決。為探討序列數(shù)據(jù)量的大小對(duì)系統(tǒng)關(guān)系的影響，研究組分別利用了四組數(shù)據(jù)分別構(gòu)建系統(tǒng)樹，分析表明，基于葉綠體基因組全序列的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果較為理想。對(duì)基因中插入或缺失的研究，發(fā)現(xiàn)45個(gè)插入或缺失中有25個(gè)可能為共近裔性狀，20個(gè)可能為平行演化或回復(fù)突變的結(jié)果，且不同性質(zhì)的插入或缺失在各個(gè)基因中的分布并不均勻，對(duì)其在系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究中的應(yīng)用提供了參考。目前，采用葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)手段對(duì)溫帶竹子進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育重建是比較行之有效的方法，這對(duì)于其它困難類群的系統(tǒng)學(xué)研究也有一定的啟示意義。

　　研究論文“High-throughput sequencing of six bamboo chloroplast genomes: phylogenetic implications for temperate woody bamboos (Poaceae: Bambusoideae)”，在李德銖研究員的指導(dǎo)下，由張韻潔和馬朋飛完成，并于2011年5月31日發(fā)表于PLoS ONE上。

　　該項(xiàng)目得到了中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程（KSCX-YW-N-029）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30990244）和云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的支持。