大花韭和粗根韭叶绿体全基因组的结构特征和遗传标记

作者：李豪; 肖燕萍; 许新锐; 何兴金^*

来源：分子植物育种, 2022, 20(23): 7847-7856.

DOI：10.13271/j.mpb.020.007847

• 葱属(Allium)
• 叶绿体基因组
• 分子标记

大花韭(Allium macranthum)和粗根韭(A. fasciculatum)是两个葱属特有的高山姊妹物种。本研究通过叶绿体基因组的比较分析，揭示重复序列和潜在的插入序列，并筛选遗传标记用于开发物种鉴定的候选条形码，探究该属物种的系统发育规律。研究结果表明：大花韭和粗根韭完整的叶绿体基因组是一个典型的四分体结构，基因组大小分别为152 148和152 931 bp，显示出高度的相似性。其基因ccsA、clpP、rpl14、rpoC2、rps8、atpF、cemA、matK、rpoA和rps4与低海拔的葱属植物比对，检测到较高的非同义突变(Ka)和同义突变(Ks)的比值。参考茖葱(A. victoralis)的叶绿体基因组序列，比较2个姊妹种发现psbI-rpoC2、accD-psaI、rpl36-rps8、rpl32-ndhD和ccsA-ndhA共5个基因片段具有相对较高的核苷酸多样性；核苷酸多样性分析结果显示，LSC区有11个高度可变的基因，SSC区有5个，但IR区的核苷酸多样性很低(Pi<0.015)；在LSC和SSC区观察到3个突变热点，均表现出较高的编码基因核苷酸多样性值(Pi>0.03)。利用11个石蒜科物种的编码基因序列和完整叶绿体基因组构建系统进化树，发现大花韭和粗根韭紧密地聚合在一起，葱属物种都聚成一枝单系类群。本研究报道的2个叶绿体全基因组为葱属的物种鉴定、种间进化研究和重建系统发育提供了研究基础。

• 单位
  四川大学; 生命科学学院; 生物资源与生态环境教育部重点实验室