怀玉山产三叶青叶绿体基因组特征及其系统进化关系

作者：洪森荣; 刘雯莉; 宋冰雁; 颜玉情

来源：中草药, 2023, 54(16): 5358-5371.

• 三叶青
• 叶绿体基因组特征
• 系统进化关系
• 大单拷贝区
• 小单拷贝区

目的 解析怀玉山产三叶青Tetrastigmahemsleyanum叶绿体基因组信息序列特征和确定其在崖爬藤属的系统位置。方法 用Illumina高通量测序平台Nova Seq6000进行测序获得怀玉山产三叶青叶绿体基因组序列，借助Ge Seq、t RNAscan-SE、MISA、VISTA tools、DNADna SP6.0、JSHYCloud、CodonW1.4.2、Pasteur Galaxy、mafft 7.0、fasttree 2.1.10等生物信息学工具进行序列分析、密码子偏好分析、崖爬藤属基因组比较分析和系统发育研究。结果 怀玉山产三叶青Tetrastigma hemsleyanum叶绿体基因组为共价闭合双链环状分子，长160 165 bp，包含1个大单拷贝区（large single copy region,LSC）、1个反向重复区a(inverted repeat region a,IRa)、1个反向重复区b(inverted repeat region b,IRb)和1个小单拷贝区（small single copy region,SSC）；怀玉山产三叶青叶绿体基因组注释到光合作用基因、自我复制基因、其他基因和未知功能基因4类共133个基因，包括88个CDS基因、37个t RNA基因和8个r RNA基因；怀玉山产三叶青叶绿体基因组检测到63个SSR位点，其中单碱基重复56个，双碱基重复7个；怀玉山产三叶青叶绿体基因组核苷酸多样性的变化范围为0～0.23418，基因间隔区trn S-GCU-trn G-UCC、rps16-trnG-UCC以及基因ycf1变异率最高。怀玉山产三叶青叶绿体基因组密码子偏好以A或U结尾，具有较强的偏好性。突变对密码子偏好性的影响较强，而其他因素如自然选择对密码子的偏好性影响较小。怀玉山产三叶青叶绿体基因组有31个高频密码子，16个以U结尾，13个以A结尾，2个以G结尾，其中13个为最优密码子。怀玉山产三叶青与福建产三叶青（MW375708）和广西产三叶青（MW375709）亲缘关系较近，与浙江产三叶青（MT827073）、浙江产三叶青（MW375707）、浙江产三叶青KT033563(NC＿029339)、四川产三叶青（MW375710）和浙江产三叶青（MW375711）亲缘关系较远。结论 三叶青之间的亲缘关系与地理位置相关性不大。首次采用生物信息学分析方法对怀玉山产三叶青叶绿体基因组进行了全面、深度解析，结果将为崖爬藤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
  上饶师范学院; 上饶农业技术创新研究院; 生命科学学院