红花龙胆叶绿体基因组特征及适应性进化分析

作者：邓港; 吴田泽; 高冉冉; 王梦月; 刘霞; 向丽

来源：药学学报, 2022, 57(10): 3240-3253.

DOI：10.16438/j.0513-4870.2022-0537

• 红花龙胆
• 叶绿体基因组
• 系统发育
• 适应性进化
• 密码子
• 简单重复序列

红花龙胆(Gentiana rhodantha)为特色苗族药材,在治疗湿热黄疸、小便不利、肺热咳嗽等方面具有显著疗效,但在物种进化关系及分类鉴定方面存在争议。本研究对红花龙胆叶绿体基因组进行了二代、三代测序,并分析其结构特点及适应性进化分析。结果表明,红花龙胆叶绿体基因组全长148 844 bp,大单拷贝区(LSC) 80 076 bp、小单拷贝区(SSC) 17 596 bp和反向重复区(IR) 25 586 bp, GC含量37.75%。共注释到124个基因,包括80个蛋白编码基因(CDS)、36个tRNA基因和8个rRNA基因;红花龙胆叶绿体基因组密码子偏好性较弱,影响因素主要是自然选择,最优密码子为CUU、UCU、UCA、CCA、ACU; MISA共发现169个SSR,其中单核苷酸重复最多(114个,67.50%),其次是二核苷酸重复(43个, 25.44%);与同组及同属其他物种相比,红花龙胆叶绿体基因的Ka/Ks值基本小于1,表明在长期的进化过程中受到了较强的纯化选择,存在进化事件的光合作用基因psaI和表达相关基因rpl22、rps11出现组间差异,且系统发育分析结果支持红花龙胆与龙胆属狭蕊组聚为一支,并与其他组能够明显区别开,支持了狭蕊组独立成属的观点。本研究将为今后开展红花龙胆叶绿体基因工程、分子育种等研究提供参考依据。

• 单位
  中国中医科学院中药研究所; 生命科学学院; 武汉理工大学