远志叶绿体基因组序列特征与系统发育分析

作者：王星璐; 李慧娟; 赵伟; 李彦青; 秦雪梅; 张福生^*

来源：中草药, 2023, 54(11): 3655-3665.

• 远志
• 叶绿体基因组
• 序列特征
• 密码子偏好性
• 系统发育分析

目的 解析远志Polygalatenuifolia叶绿体基因组信息序列特征和确定其在远志属的系统位置。方法 获得远志叶绿体基因组序列，借助Ge Seq、Chloroplot、MISA、REPute、Tandem repeats finder、CodonW、Geneious、IRscope、MAFFT7和IQtree2.0.5等生物信息学工具进行序列分析、密码子偏好分析、远志属基因组比较分析和系统发育研究。结果 远志的叶绿体基因组全长165 423 bp，为典型的环状四段式结构；包括1个大单拷贝区（large single copy,LSC;83 699 bp）,1个小单拷贝区（small single copy,SSC;8044 bp）和1对反向重复区（inverted repeats,IRs;36 840 bp），该基因组共注释到135个基因，包括8个rRNA基因、38个tRNA基因和89个蛋白编码基因。该基因组中共检测到161个SSR位点，223条散在重复序列，90条串联重复序列；亮氨酸（Leu）是远志叶绿体基因组中使用次数最高的氨基酸（10.21%），同义密码子相对使用频次（RSCU）>1的密码子有35种且均以A/U结尾；序列长度、基因组成以及GC含量等方面相对保守。IR边界分析除了西南远志Polygala crotalarioides和密花远志Polygala karensium外，其余远志属边界高度保守；基于远志科9个物种的叶绿体基因组数据同时选择远志属的近缘类鸦胆子Brucea javanica和九里香Murraya exotica作为外类群，采用最大似然法和邻接法分别构建系统发育树，支持率均为100，显示远志P. tenuifolia与卵叶远志Polygala sibirica、瓜子金Polygala japonica和香港远志Polygalahongkongensis聚类到一起，能够反映远志属的亲缘关系。结论 远志与卵叶远志、瓜子金和香港远志的亲缘关系最近。首次采用生物信息学分析方法对远志叶绿体基因组进行了全面、深度解析，结果将为远志属药用植物的遗传多样性分析以及新品系的遗传育种研究等提供理论依据。

• 单位
  山西中医药大学; 山西大学; 基础医学院