石仙桃与细叶石仙桃叶绿体基因组解析及其系统发育

• 作者: 刘保财 胡学博 张武君 赵云青 黄颖桢 陈菁瑛
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: 石仙桃 细叶石仙桃 叶绿体 基因组 系统发育 附生
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 173-187
• 页数: 15页
• 语种: 中文

摘要

石仙桃和细叶石仙桃均为珍稀濒危的附生兰，两者叶绿体基因组特征及其系统发育报道较少，本研究旨在揭示石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征及其系统发育。2022年5月取驯化栽培的石仙桃和细叶石仙桃幼嫩叶片，基于Illumina测序平台分别获得石仙桃和细叶石仙桃叶绿体序列，用GetOrganelle组装、CPGAVAS2注释，利用生物信息学方法开展重复序列、密码子偏好性、四分体边界等叶绿体特征分析，并从NCBI上下载相关的序列开展基因组比较与系统发育分析。石仙桃叶绿体基因组大小为159122 bp(GC含量为37.41%)，细叶石仙桃叶绿体基因组大小为158798 bp(GC含量为37.47%)，两者均包括大单拷贝区（LSC）、小单拷贝区（SSC）和反向重复序列（IRa/IRb）。石仙桃与细叶石仙桃均注释了113个基因，其中编码蛋白质的基因79个，石仙桃中编码79个蛋白质基因使用22968个密码子，编码亮氨酸的UUA相对同义密码子使用频次（RSCU）达到1.90；细叶石仙桃中编码79个蛋白质的基因使用22923个密码子，编码亮氨酸UUA的RSCU达到1.91。石仙桃叶绿体基因组中共有44个简单序列重复（SSR）、47个散在重复、26个串联重复；细叶石仙桃有32个SSR、25个散在重复、30个串联重复。石仙桃属6个物种的四分体边界及共线性无大片段变化，但存在核苷酸多态性，trn K-UUU、trn Q-UUG、rpl16等基因可作为物种的分子标记候选基因。系统分析明确了石仙桃和细叶石仙桃等石仙桃属物种与蜂腰兰和流苏贝母亲缘关系较近，并同处于附生兰的分支中，叶绿体基因组大片段倒置等可能是兰科适应生活习性改变的原因之一。本研究明确了石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征，探讨了其系统发育及兰科生活习性与叶绿体基因组之间的关系，为进一步分类和分子标记开发等相关研究奠定了基础。