吴茱萸属4种药用植物的叶绿体基因组比较与系统发育分析

目的:明确楝叶吴萸、臭辣吴萸、吴茱萸和石虎4种药用植物叶绿体基因组特征与系统发育关系,为吴茱萸药材的分子鉴定提供依据。方法:使用CTAB法提取叶片总基因组DNA,通过Illumina NovaSeq 6000平台测序,再用SPAdes软件组装叶绿体基因组序列,利用condonW、REPuter、mVISTA等软件进行序列特征分析并构建ML系统发育树。结果:4种吴茱萸属植物叶绿体基因组为典型的四分体结构,基因组大小在158563~158762 bp之间,总GC含量为38.34%~38.37%。均注释到134个编码基因,包括89个蛋白编码基因(PCGs),37个tRNA基因和8个rRNA基因。共检测到79~98个简单重复序列(SSR)和35~41个长重复序列。叶绿体基因组比较分析表明4个物种的反向重复区(IR)边界存在差异,单拷贝区(SC)比IR区表现出更高的变异性,筛选出了trnS-trnG、ycf4-cemA和psbM-trnA等10个高多样性片段,这些片段可用于吴茱萸属物种鉴定和系统发育研究。系统发育分析结果表明,吴茱萸与石虎聚为一支,楝叶吴萸和臭辣吴萸聚为一支,且这两支互为姊妹关系。结论:本研究为芸香科植物的分类、系统发育和分子育种等研究提供了有价值的遗传信息。