近日，生态与环境学院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）以第一作者在水生生物学经典期刊《Hydrobiologia》（JCR Q1/中科院海洋与淡水生物学二区）发表题为“Mitogenome assembly of the floating-leaved aquatic plant Nymphoides peltata provides insights into organellar evolution and aquatic adaptation in Asterales” 的研究论文。学院2022级本科生张磊和2023级本科生于梦娜、王斯豪、童希冉为共同作者，青年教师李治中博士为通讯作者。

睡菜科（Menyanthaceae）是菊目（Asterales）中唯一完全水生的植物科，为探索被子植物如何适应水生环境提供了独特的研究体系。本研究报道了浮叶植物荇菜（Nymphoides peltata）的完整线粒体基因组，并在菊目尺度上开展细胞器基因组比较分析，系统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编辑特征及演化模式。结果表明，荇菜线粒体基因组全长为336,888 bp，共注释到59个基因（图1）。同时，该基因组富含散在重复序列，并检测到24段叶绿体来源序列，表明其线粒体基因组经历了活跃的重组过程及细胞器间的序列交换（图1）。

图1. 荇菜线粒体基因组的环状结构图及其与质体基因组之间的同源序列

进一步分析共鉴定到543个高置信度的C-to-U型RNA编辑位点，其中ccmB和nad7的编辑频率最高。此外，ccmB和atp4基因显示出正选择信号，提示其在线粒体电子传递链中可能发生了功能性调整，以适应水生环境中低氧胁迫条件。共线性比较分析显示，菊目不同谱系之间存在线粒体基因组结构的显著重排，且呈现明显的谱系特异性特征（图2）。

图2. 荇菜与另外五种菊目植物线粒体基因组之间的共线性关系

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与APG IV 分类系统高度一致，仅在菊科内部存在少量拓扑冲突，可能与杂交事件或进化速率差异有关。综上，研究揭示了荇菜线粒体基因组的高度动态演化特征，表明RNA编辑、正选择作用以及叶绿体来源序列的整合，可能共同促进了细胞器在水生环境中的功能适应。

本研究不仅丰富了水生被子植物的线粒体基因组资源，也从细胞器基因组层面为理解水生被子植物的适应性演化提供了新的线索。

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。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10750-026-06148-5