石仙桃与细叶石仙桃叶绿体基因组解析及其系统发育

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。

无籽刺梨及其近缘种叶绿体基因组序列比较分析

【目的】探讨无籽刺梨及其近缘种之间的系统发育关系,为蔷薇属植物后期分子鉴定和群体遗传研究奠定基础。【方法】从NCBI数据库下载了6种植物的叶绿体基因组序列,包括无籽刺梨和其近缘种。利用生物信息学方法对这些基因组序列进行了研究,包括基因组结构、重复序列、高变区序列以及基于叶绿体全基因组序列的系统发育关系。【结果】6种植物的叶绿体基因组呈环状四分体结构,其长度为156561~156749 bp,平均GC含量均为37.2%,且6种植物基因组的反向重复(inverted repeat,IR)区未表现出明显的扩张和收缩。在对蔷薇属植物叶绿体基因组序列进行比较分析时,筛选出了7个高变区序列,包括trnK-trnQ、psbM-trnY、ycf3-rps4、rps4-trnL、psbE-petG、rpl16 intron和ycf1。这些序列可作为候选标记,用于进一步研究蔷薇属植物的系统发育。同时,利用叶绿体全基因组序列重建了蔷薇属植物的系统发育树。结果表明,无籽刺梨和刺梨是独立的2个种类,其中无籽刺梨与贵州缫丝花有较近的亲缘关系,而刺梨与单瓣缫丝花有较近的亲缘关系。【结论】无籽刺梨及其近缘种之间叶绿体基因组结构高度相似,单拷贝区核苷酸多样性高于重复区。

重瓣榆叶梅全叶绿体基因组遗传特征分析

【目的】对重瓣榆叶梅Prunus triloba‘Multiplex’全叶绿体基因组序列进行测序,探究其系统发育位置并分析其叶绿体基因组成特点。【方法】以重瓣榆叶梅叶片为材料,采用2×CTAB法提取叶绿体DNA,利用Illumina NovaSeq平台进行叶绿体基因组的测序,组装、注释并分析其叶绿体基因组遗传特征。联合美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库数据,基于全叶绿体基因组序列构建了重瓣榆叶梅系统进化关系。【结果】重瓣榆叶梅叶绿体基因组全长为157827 bp,NCBI登录号MT937181,其结构为经典的四分体结构,由1个大单拷贝区域(LSC),1个小单拷贝区域(SSC)及反向重复区域(IRa/IRb)构成,其序列长度分别为86032、19023、26386 bp。GC和AT的总占比分别为36.80%和63.20%。重瓣榆叶梅的完整叶绿体基因组序列注释到132个基因,包括tRNA基因、编码蛋白基因、rRNA基因,分别为37、87、8个。重瓣榆叶梅叶绿体基因组共编码26678个密码子和236个符合条件的SSR位点。SSR位点中A/T碱基占优势,碱基偏好性十分明显。【结论】系统进化树分析表明,重瓣榆叶梅和榆叶梅P.triloba聚合成一分支结构,与同属植物长柄扁桃P.pedunculata亲缘关系较近。

‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性分析

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum var.cormosus‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造,探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依据和理论基础。【方法】采用高通量测序技术对‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组进行测序,并利用生物信息学分析软件对组装和注释后的叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性分析。【结果】‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组大小为155296 bp,为经典的4段式结构。大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复区(IR)长度分别为85737、18373、25593 bp,总鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例(GC比例)为37.88%,共注释出133个基因,包含87个编码区(CDS)基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和1个假基因。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组中共检测到38个简单重复序列位点(SSR位点,36个单碱基重复和2个双碱基重复)和32个长重复序列(16个正向重复和16个回文重复)。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组核苷酸多样性为0-0.13927,高变区主要分布在大单拷贝区和小单拷贝区,大单拷贝区trnL-UAA-trnF-GAA、cemA、rps12-exon1-clpP1、clpP1基因变异率最高,小单拷贝区rpl32-trnL-UAG、ycf1基因变异率最高。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组87个CDS基因的平均有效密码子数(ENC)为47.29,ENC>45的基因有60个,密码子偏性较弱。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子偏好以A、U结尾,使用偏性很大程度上受自然选择的影响,而受突变压力的影响小。CGU、AAA、CUU、GUU、GGA、GUA、GGU、UCA、GCU、CCU为‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组的10个最优密码子。【结论】‘怀玉山’高山马铃薯与马铃薯栽培种S.tuberosum‘Desiree’亲缘关系较近。

马家柚叶绿体基因组特征及其密码子偏好性分析

【目的】为了明确马家柚叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,阐明马家柚在柑橘属中的分类地位,对马家柚叶绿体基因组的特征及其密码子的偏好性进行分析。【方法】采用DNBSEQ-T7测序平台对马家柚进行测序,采用Noveplastys、CAP3、GeSeq和tRNAscan-SE软件对马家柚叶绿体基因组进行组装、注释;采用CGViewServer、MISA、REPuter、CodonW、Gview、IRscope、NADnaSP6.0软件对马家柚叶绿体基因组特征进行分析;采用MAFFT 7.0和FastTree 2.1.10软件对马家柚及其85个同科种和山小橘属3个外群种叶绿体基因组进行序列比对和建树。【结果】马家柚叶绿体基因组全长160186 bp,包括1个大单拷贝(LSC)区、1个小单拷贝(SSC)区和2个反向重复(IR)区,为典型闭合环状双链结构。马家柚叶绿体基因组共注释到133个功能基因,包括88个编码蛋白(CDS)基因、8个核糖体RNA(rRNA)基因和37个转运RNA(tRNA)基因。马家柚叶绿体基因组共检测到79个简单序列重复(SSR)和34个长序列重复(Longrepeat)。马家柚叶绿体基因组非编码区的变异程度高于基因编码区,LSC区的变异性>SSC区>IR区,SC/IR边界较为保守。马家柚叶绿体基因组平均ENC值为48.02,密码子偏好性较弱。马家柚叶绿体基因组密码子使用偏好性主要受自然选择的影响,受内部突变的影响小。马家柚叶绿体基因有10个最优密码子(AAU、UGU、AAA、UUU、GCU、GGA、CCA、ACU、CGU、AGU),均以A、U结尾。马家柚与西双版纳东试早柚(KY055833,来源地:云南)、日本夏橙(ON193075,来源地:韩国)、福建六月早蜜柚(MT527726,来源地:福建)、福建琯溪蜜柚(MN782007,来源地:福建)有亲缘关系。【结论】马家柚是一个柑橘属中较为独特的品种,该研究结果为进一步研究马家柚的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了理论依据。

火炬花叶绿体基因组特征及系统发育

火炬花(Kniphofia uvaria(L.)Oken)为阿福花科(Asphodelaceae)火把莲属药用植物。通过组装火炬花完整的叶绿体基因组,并对其结构特征与系统发育进行分析。结果表明:火炬花叶绿体基因组全长163227 bp,为典型的四分体结构,其由一个长84414 bp的大单拷贝(LSC)和一个长17871 bp的小单拷贝(SSC)组成,由一对长30471 bp的反向重复序列(IRs)将大单拷贝区与小单拷贝区分开。火炬花基因组包含130个基因,其中蛋白质编码基因、tRNA基因、rRNA基因数量分别为84、38、8个。共鉴定简单序列重复位点75个,且以单碱基重复A、T类型为主。火炬花叶绿体基因组的58个编码序列中共有24841个密码子参与翻译蛋白表达,编码20种氨基酸,其中,亮氨酸是基因组中占比最高的氨基酸。火炬花叶绿体基因组中相对同义密码子使用率(RSCU)大于1的28种密码子均以A或U结尾。依据叶绿体基因组的系统发育分析结构可以看出,火炬花与阿福花科的14种植物亲缘关系更加密切。

2种楠属植物叶绿体基因组特征及系统发育

应用Illumina Novaseq 6000高通量测序平台进行测序,组装了完整的崖楠(Phoebe yaiensis)和红毛山楠(Phoebe hungmoensis)叶绿体基因组,并对其基因组特征、基因构成、序列重复、边界收缩、密码子偏好性及系统发育进行分析。结果表明:崖楠和红毛山楠叶绿体基因组呈现典型的四分结构,总长度分别为154144和152671 bp,2种植物叶绿体基因组注释了包含83个编码蛋白、36个tRNA和8个rRNA在内的共127条基因,均检测到118个SSR位点。密码子偏好性分析显示,均有31个高频密码子,且都偏好以A/T结尾;与近缘种叶绿体基因组对比分析发现2种植物叶绿体基因组序列都高度保守;楠属植物叶绿体基因的Ka/Ks值基本小于1,rpl16基因在所有楠属基因组相互对比组合中为正选择,可能与楠属植物对环境的适应性有关。系统发育关系显示,楠属分为3个聚类组,崖楠与粗柄楠、白楠聚为一类;红毛山楠与粉叶楠、大果楠聚为一类;竹叶楠与楠属亲缘关系比润楠属更近。

唐古特扁桃叶绿体基因组特征分析

采用Illumina HiSeq X Ten平台测序和生物信息法对唐古特扁桃叶绿体基因组序列特征进行解析。结果表明:唐古特扁桃叶绿体基因组为四分体式结构,完整叶绿体基因组序列全长158166 bp,G+C含量36.8%,注释131个基因,即86个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个tRNA基因;其叶绿体基因组共有52711个编码密码子,有33种类型是偏好密码子;唐古特扁桃叶绿体基因组中SSR位点有33个,串联重复有13个;SSR中未检测到三核苷酸重复;SSR分布不平衡,大多位于基因间区IGS和LSC区域;基于叶绿体全基因组序列构建系统发育建树,发现唐古特扁桃与同亚属的榆叶梅、野樱桃以及李属毛樱桃亲缘关系较近。

榆叶梅叶绿体基因组特征分析

【目的】对榆叶梅(Amygdalus triloba)叶绿体基因组进行特征分析,并依据基因组序列数据构建系统发育树。【方法】通过Illumina HiSeq X Ten平台对榆叶梅叶绿体基因组进行序列测序、组装和基因注释,用生物信息学分析方法对其叶绿体基因组进行特征解析。【结果】研究发现榆叶梅叶绿体基因组大小和结构与经典被子植物相似。其蛋白编码基因共编码24 930个密码子,有29个偏好密码子。其中,亮氨酸密码子数目最多,占总量的10.56%。根据设置参数,发现榆叶梅叶绿体基因组中串联重复有15个。SSR(简单重复序列)大多位于基因间区IGS和LSC区域,位点有32个。【结论】榆叶梅与同亚属长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)和李属(Prunus)毛樱桃(Prunus tomentosa)亲缘关系较近,但与同亚属的扁桃(Amygdalus dulcis)亲缘关系较远。

金花菜叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

本研究对金花菜(Medicago polymorpha,JHC,江苏)叶绿体基因组进行BGISEQ-500平台测序,对其基因进行Noveplastys组装和GeSeq注释,最后通过MISA、REPuter、Gview、VISTA tools、IRscope和DNADnaSP6.0等软件对其序列特征、基因种类、密码子偏好性以及系统发育进行分析。结果表明,JHC叶绿体基因组大小为124163 bp,无四分体结构,基因组总GC含量为34.09%,共注释出111个基因(76个CDS基因、30个tRNA基因、4个rRNA基因、1个假基因)、91个SSR位点和148个长重复序列;JHC叶绿体基因组的第三位密码子偏好以A和U作为末尾碱基,UUA、GCU、UAA、ACU、CCU、GAA、GUA、AUU、UGU、GGU、UUU、CUU为JHC叶绿体基因组的最优密码子;JHC与MZ772862(云南)亲缘关系较近,与MW971560(美国)、NC_042848(美国)关系较远,表明中国金花菜与美国金花菜的起源存在差异。

硬头黄竹叶绿体基因组密码子偏好性分析

以硬头黄竹叶绿体基因组为研究对象,使用CodonW、CUSP以及R语言等软件分析密码子偏好性形成的主要原因。结果表明:(1)硬头黄竹叶绿体基因组密码子的平均GC含量为39.59%,且GC_(1)>GC_(2)>GC_(3),表明密码子偏好使用以A/U结尾的碱基;(2)硬头黄竹大多数有效密码子数(ENC)在35以上,适应指数(CAI)为0.166,说明其密码子偏好性较弱;(3)中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析表明,自然选择对硬头黄竹叶绿体基因组密码子使用偏好性产生重要影响;(4)最终筛选出硬头黄竹叶绿体基因组有GCA、GCU、GAU、GGU及AAA等14个最优密码子,多数以A/U结尾。本研究结果可为硬头黄竹叶绿体基因组水平上的研究提供依据。

茶树大面白叶绿体基因组特征、密码子偏好性及其系统发育分析

茶树大面白(Camellia sinensis cv.‘Damianbai’)在1985年被全国农作物品种审定委员会认定为国家品种,其起源以及与其他茶树品种之间的进化关系尚不清晰。以茶树大面白为试验材料,采用高通量测序技术对茶树大面白叶绿体全基因组进行测序、组装、注释,采用生物信息学软件对其叶绿体的基因组特征、系统发育和密码子偏好性进行分析。结果表明,茶树大面白叶绿体基因组全长157 129 bp,为典型的四分体结构,包括1个LSC区(86 687 bp)、1个SSC区(18 282 bp)和2个IR区(包括IRa和IRb,均为26 080 bp)。大面白叶绿体基因组共注释到135个功能基因,包括90个CDS基因;8个rRNA基因和37个tRNA基因。共检测到52个SSR和50个Longrepeat,SSR只有A/T单核苷酸重复序列,Longrepeat只存在正向重复和回文重复2种类型。茶树大面白叶绿体基因组密码子使用偏性主要受自然选择的影响,受内部突变压力的影响小。茶树大面白叶绿体基因有14个最优密码子(AAU、GAU、UGU、AAA、UAA、GCA、GCU、GGU、CCU、GUA、CGU、CUU、AGU、UCU)。茶树大面白与凤凰单丛茶白银(Camellia sinensis isolated Baiyin cultivar Phoenix Dancong Tea,OL690374)亲缘关系较近。本研究分析了大面白茶树叶绿体基因组序列特征及系统发育进化关系,为加强茶树大面白种质鉴定及其资源多样性的开发利用提供了参考依据。

饭甑青冈叶绿体基因组及特征分析

饭甑青冈(Cyclobalanopsis fleuryi)是中国及越南的常绿树种,具有重要的经济和药用价值。该研究以饭甑青冈叶片为材料,通过Illumina HiSeq X ten高通量测序平台,对其叶绿体基因组进行测序、组装和注释。结果表明,饭甑青冈叶绿体全基因组具有典型的四分体结构,全长为160796 bp,共注释129个基因,其中包括83个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因。密码子偏好性分析表明饭甑青冈的密码子使用模式偏向以A或U结尾,亮氨酸(Leu)密码子使用频率最高,半胱氨酸(Cys)使用率最低。重复序列分析共检测到292个SSR位点,其中单碱基重复的SSR位点最多,有183个,无六碱基重复。壳斗科叶绿体基因组比较分析显示,反向重复区的位置和边界区域的基因分布无明显的收缩与扩张现象。系统发育分析表明,饭甑青冈与云山青冈(C.sessilifolia)、小叶青冈(C.myrsinifolia)亲缘关系密切。该研究为饭甑青冈的分子标记、物种鉴定、遗传多样性分析等研究提供了基础。

基于叶绿体全基因组序列变异位点的葫芦科植物资源遗传多样性的分子鉴定新方法

植物遗传多样性的精确鉴定是资源利用和相关产业发展的基础。我们利用来自葫芦科5个属(种和亚种)的叶绿体全基因组序列中的物种特有的4952个核苷酸变异位点作为分子性状编制分子鉴定检索表,供试样品得到成功鉴定。物种特有变异位点的数量和核苷酸构成存在属(种)间差异。马瓟瓜Cucumis melo subsp. agrestis (1753)和黑子南瓜Cucurbita ficifolia (1542)的特有变异位点的数量显著多于西瓜Citrullus lanatus (727)、藏瓜Indofevillea khasiana (623)和罗汉果Siraitia grosvenori (307)。罗汉果的特有变异位点的数量最少。马瓟瓜的特有变异位点中,T的比例(29.78%)均高于A、C或G (22.48%~24.30%)。黑子南瓜的特有变异位点中,A的比例(19.52%)低于T、C或G (24.97%~28.15%)。西瓜的特有变异位点中,A或T的比例(18.57%或21.46%)低于C或G (30.67%或29.30%)。藏瓜的特有变异位点中,T的比例(20.55%)低于A、C或G (25.04%~27.61%)。罗汉果的特有变异位点中,C的比例(21.82%)低于A、T或G (25.73%~26.71%)。结果显示,叶绿体基因组的单核苷酸变异位点信息,可用于葫芦科植物资源遗传多样性的分子鉴定。调查了中国过去120多年来葫芦科植物标本的收集现状,讨论了存在的问题与对策。本研究对于葫芦科植物种质资源的保护和利用以及相关产业的发展具有重要价值。

酸模叶蓼叶绿体基因组特征及系统发育分析

为探究酸模叶蓼(Persicaria lapathifolia)的叶绿体基因组特征及其系统位置,本研究采用Illumina平台对酸模叶蓼的叶绿体全基因组进行测序。结果表明,酸模叶蓼叶绿体基因组由4部分组成,总长度为159 052 bp,其中,大单拷贝区(LSC)长度为83 621 bp,小单拷贝区(SSC)长度为13 149 bp, 2个反向重复区长度均为31 141 bp。基因组序列总的鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)含量为38%,共注释得到128个独特基因,包含83个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和37个tRNA基因。酸模叶蓼叶绿体基因组相对同义密码子使用度大于1.00的密码子共有32个,其中,有29个以A/U结尾,有3个以G结尾。在酸模叶蓼叶绿体基因组中共检测209个符合条件的SSR位点,以单核苷酸重复占绝对优势,主要是A/T碱基。系统发育分析表明,酸模叶蓼与香蓼(Persicaria viscosa)的亲缘关系最近。本研究可为蓼科(Polygonaceae)叶绿体基因组及系统发育分析提供基础参考资料。

落葵叶绿体基因组特征分析

【目的】落葵(Basella alba)为落葵科落葵属缠绕茎生草本植物,原产于中国和印度。植物叶绿体基因组遗传稳定,常被用于植物的鉴定及系统发育研究,旨在对落葵的叶绿体基因组进行特征分析。【方法】采用15对叶绿体基因组通用引物对落葵新鲜叶片提取的DNA进行扩增,并利用Illumina HiSeq X Ten平台进行测序,获得其叶绿体基因组序列。【结果】落葵叶绿体基因组全长156 533 bp,具有典型的四分体结构,包含83个编码蛋白基因、28个tRNA基因以及4个rRNA基因。检测到基因组中45个重复序列和263个简单重复序列,二核苷酸序列均为碱基AT/AT重复。密码子分析表明落葵叶绿体基因组密码子第三位碱基偏好使用A或U,综合中性绘图分析、ENC标准曲线分析、PR2-plot分析发现落葵叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择因素为主的多种因素共同影响,符合落葵为双子叶植物的形态学分类结果。【结论】落葵与落葵薯叶绿体基因组高度相似,比较基因组学分析显示落葵与其他石竹目物种在反向重复区的收缩与扩张上存在差异。基于落葵在内的20种不同植物叶绿体基因组matK基因序列进行系统发育分析,结果表明落葵与其他落葵科植物处于同一进化分支,但其属间进化关系与形态学分类存在一定差异。研究结果为落葵科的资源分析及利用研究提供了理论基础。

紫叶风箱果叶绿体基因组特征及绣线菊亚科系统发育分析

紫叶风箱果是我国近年来从北美引入的观赏性花灌木。为了明确紫叶风箱果叶绿体基因组结构特征,阐明紫叶风箱果在绣线菊亚科中的分类地位,使用Illumina NovaSeq 6000测序平台对其叶绿体基因组进行测序,并组装、注释到了其完整叶绿体基因组。结果表明:紫叶风箱果叶绿体基因组呈典型的双链环状四分体结构,全长为159131 bp,大单拷贝区(large single copy,LSC)长87582 bp、小单拷贝区(small single copy,SSC)长18829 bp、反向重复区a(inverted repeats a,IRa)和反向重复区b(inverted repeats b,IRb)长26360 bp;共注释到130个基因,包含83个蛋白编码基因,8个核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)基因,37个转运RNA(transfer RNA,tRNA)基因和2个假基因。共确定12个最优密码子(UUG、AUU、GUU、GUA、UAA、AAA、UCU、UCC、CCU、ACU、GCU、GGU);密码子使用偏好性主要受自然选择影响,突变等因素对其影响较弱。共有27对长序列重复,87个简单重复序列标记(simple sequence repeat,SSR)位点;psbZ、trnG(UCC)、trnfM(CAU)、trnH(GUG)、psbA、rbcL、rpl20、rps12是紫叶风箱果叶绿体基因组中高核苷酸多态性的基因。系统发育结果表明,风箱果属和绣线梅属的物种亲缘关系较近。

基于叶绿体全基因组核苷酸变异位点的大豆属(Glycine Willd.)植物的分子鉴定新方法

高通量测序技术大幅降低了获得基因组序列的成本,为大豆属植物资源多样性的精准鉴定提供了新的数据来源。我们利用来自大豆属7个近缘种的叶绿体全基因组的2363个核苷酸变异位点作为分子性状编制分子鉴定检索表,成功鉴定7个近缘种。这些特有变异位点的数量及核苷酸构成存在种间差异。大豆(Glycine max (L.) Merr.)、白毛烟豆(G. stenophita B.E.Pfeil & Tindale)、镰荚烟豆(G. falcata Benth.)、绢毛烟豆(G. canescens F. J. Herm.)以及扁豆荚大豆(G. dolichocarpa Tateishi & H. Ohashi)的特有变异位点中,A或T的比例(26.74%~42.62%)均高于C或G(9.84%~21.31%);短绒野大豆(G. tomentella Hayata)中,A、T或C的比例(26.36%~27.91%)均高于G的比例(19.38%);玫红野大豆(G. syndetika B. E. Pfeil & Craven)中,T或G的比例(30.00%)均高于A或C的比例(18.33%~21.67%)。结果显示叶绿体基因组的单核苷酸变异位点信息,可用于大豆属植物的分子鉴定。本研究对于大豆属植物种质资源的分类鉴定、保护和利用具有重要价值。

珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性分析

【目的】珙桐是蓝果树科珙桐属唯一现存的第三纪孑遗植物,是我国一级保护的特有濒危树种。分析其叶绿体基因组同义密码子使用偏好性及其主要影响因素,旨在为珙桐分子水平上的深入研究、物种保护和种质创新提供参考。【方法】从NCBI在线数据库下载完整的珙桐叶绿体基因组序列,并进行蛋白编码序列筛选,再利用CodonW软件计算各基因的有效密码子数(ENC)、密码子适应指数(CAI)、同义密码子相对使用度(RSCU)和密码子中A、T、C、G这4种碱基的含量,最后利用R软件计算各参数间的相关性并绘图。【结果】(1)从珙桐叶绿体基因组中共筛选出59条蛋白编码序列,总的鸟嘌呤和胞嘧啶碱基(GC)平均含量和密码子第3位碱基的GC平均含量分别为38.05%和30.63%,CAI平均值为0.18,ENC平均值为48.52,表明珙桐叶绿体基因组基因表达水平较低,且密码子使用偏好性较弱。(2)ENC-plot、PR2-plot、中性绘图和对应性分析表明,影响珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性的最主要因素为选择压力。(3)共筛选出12个最优密码子。【结论】珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性较弱,除了主要受选择压力影响外,还受到突变压力、碱基组成和基因表达水平等因素的影响;同时筛选出12个最优密码子,可用于未来珙桐的遗传改良和种质创新研究之中。

葫芦巴叶绿体基因组密码子偏好性分析

为探究葫芦巴(Trigonella foenum-graecum L.)叶绿体基因组密码子的使用偏好性,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP对筛选到的50条蛋白质编码序列密码子进行分析。结果表明:葫芦巴叶绿体基因组密码子末位碱基以A/U为主,GC含量仅为26.25%。ENC取值范围为35.05~53.66,且ENC值>45的有20个,说明葫芦巴大部分基因编码序列的密码子偏性较强。RSCU≥1的密码子有30个,其中16个以U结尾、13个以A结尾。中性绘图分析、ENC-plot分析及PR2-plot偏倚分析结果发现,葫芦巴叶绿体基因组密码子使用偏好性受到突变压力等多种因素的影响,主要因素为自然选择。最终筛选出GCU,AGA,CGU等21个密码子为最优密码子。