Page 49 - 《广西植物》2023年第11期

１１ 期 李娟等: 桃叶珊瑚属植物的叶绿体基因组结构特征及系统发育分析 ２ ０ ０ ９

ａｎｄ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｓｉｘ Ａｕｃｕｂａ ｓｐｅｃｉｅｓ
ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｔｙｐｉｃａｌ ｑｕａｄｒｉｐａｒｔｉｔｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ (ｉ.ｅ.ꎬ ＬＳＣꎬ ＳＳＣꎬ ＩＲＢ ａｎｄ ＩＲＡ) ａｎｄ ｗｅｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ
１５７ ８９１－１５８ ３２５ ｂｐ ｉｎ ｌｅｎｇｔｈ. Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １１４ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ａｎｎｏｔａｔｅｄ (ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅ ｄｕｐｌｉｃａｔｅ ｇｅｎｅｓ ｏｎ ＩＲｓ)ꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ８０
ｐｒｏｔｅｉｎ￣ｃｏｄｉｎｇ ｇｅｎｅｓ (ＣＤＳ)ꎬ ３０ ｔＲＮＡ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ４ ｒＲＮＡ ｇｅｎｅｓ. (２) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２９ ｈｉｇｈ￣ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｄｏｎｓ ｐｒｅｆｅｒ ｅｎｄｉｎｇ
ｉｎ Ａ/ Ｕꎬ ａｎｄ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １００ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｄｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｓｉｘ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｏｕｔꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ １２ ｗｅｒｅ ｓｈａｒｅｄ ｂｙ ｓｉｘ
Ａｕｃｕｂａ ｓｐｅｃｉｅｓ. (３) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２７０ ｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄ ｒｅｐｅａｔｓꎬ １３３ ｔａｎｄｅｍ ｒｅｐｅａｔｓ ａｎｄ ４１２ ＳＳＲ ｌｏｃｉ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｘ
Ａｕｃｕｂａ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ. ( ４) Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｓｉｘ Ａｕｃｕｂａ ｓｐｅｃｉｅｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ａ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ
ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ. ( ５ ) Ｔｅｎ ｈｉｇｈｌｙ ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ａｎａｌｙｓｉｓ. (６) Ｔｈｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ (ＭＬ) ａｎｄ Ｂａｙｅｓｉａｎ (ＢＩ) ｓｈｏｗｉｎｇ ａ
ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｔｈａｔ ｇｅｎｕｓ Ａｕｃｕｂａ ｗａｓ ｍｏｎｏｐｈｙｌｅｔｉｃ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｓｕｐｐｏｒｔ ｒａｔｅꎬ ａｓ ａ ｓｉｓｔｅｒ ｔｏ ｇｅｎｕｓ
Ｇａｒｒｙａ. Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｆｉｖｅ Ａｕｃｕｂａ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｏｎｅ Ｇａｒｒｙａ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｓ ｆｉｒｓｔｌｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｓｔｕｄｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｇｅｎｕｓ Ａｕｃｕｂａꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｕｓ Ａｕｃｕｂａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ａｕｃｕｂａꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎꎬ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓꎬ ｃｏｄｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅꎬ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ａｎａｌｙｓｉｓ

桃叶珊瑚属(Ａｕｃｕｂａ Ｔｈｕｎｂ.)ꎬ隶属于丝缨花科 花科和桃叶珊瑚属的单系性ꎮ

(Ｇａｒｒｙａｃｅａｅ) ( Ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ Ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ Ｇｒｏｕｐ ｅｔ ａｌ.ꎬ 本研究通过浅层基因组测序技术ꎬ以已发表的
２０１６)ꎬ为常绿小乔木或灌木ꎮ 该属植物四季常青ꎬ 青木( Ａ. ｊａｐｏｎｉｃａ) 的叶绿体基因组 ( 序列号 ＮＣ ＿
冬季红果ꎬ为庭园绿化的优良观叶观果树种(Ｘｉａｎｇ ０５８８７４. １) 作 为 参 考ꎬ 组 装 注 释 了 花 叶 青 木 ( Ａ.
＆ Ｂｏｕｆｆｏｒｄꎬ ２００５)ꎮ 本属部分种类民间药用ꎬ主要 ｊａｐｏｎｉｃａ ｖａｒ. ｖａｒｉｅｇａｔａ )、 峨 眉 桃 叶 珊 瑚 ( Ａ.
以根、叶和果实入药ꎬ具有清热解毒、祛风除湿、活 ｏｍｅｉｅｎｓｉｓ)、桃叶珊瑚( Ａ. ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ)、密花桃叶珊瑚
血化瘀等功效( 国家中医药管理局中华本草编委 (Ａ. ｃｏｎｆｅｒｔｉｆｌｏｒａ)、纤尾桃叶珊瑚(Ａ. ｆｉｌｉｃａｕｄａ)、窄斑
会ꎬ１９９７ꎻ江纪武ꎬ２００５ꎻ南京中医药大学ꎬ２００６ꎻ艾铁 叶珊瑚(Ａ. ａｌｂｏｐｕｎｃｔｉｆｏｌｉａ ｖａｒ. ａｎｇｕｓｔｕｌａ)以及黄杨叶
民ꎬ２０１３)ꎮ 最先从桃叶珊瑚属植物中发现的桃叶 丝缨花(Ｇａｒｒｙａ ｂｕｘｉｆｏｌｉａ) 的叶绿体基因组ꎮ 通过对
珊瑚苷(ａｕｃｕｂｉｎꎬ ＡＵ)具有广泛药理活性ꎬ包括抗氧 桃叶珊瑚属植物的叶绿体基因组进行序列比较及
化、抗衰老、抗炎、保肝等(Ｚｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 系统发育分析ꎬ拟探讨以下问题:(１)６ 种桃叶珊瑚
然而ꎬ桃叶珊瑚属植物基础的分类修订和物 属植物叶绿体基因组序列有何结构特征ꎻ(２) 这些
种划分远未完成ꎬ这直接影响今后桃叶珊瑚属植 序列之间有何差异ꎻ(３) 桃叶珊瑚属的系统发育地
物的化学和药理研究ꎬ也给药用桃叶珊瑚新资源 位如何ꎬ６ 种桃叶珊瑚属植物之间有何亲缘关系ꎮ
的开发、推广、生产指导等带来困难ꎮ 虽然桃叶珊 以期为今后深入研究桃叶珊瑚属植物的分类修订、
瑚属的花、果实或全株体态使其很容易与其他类 系统发育、生物地理、分子鉴定和物种进化等研究
群区别ꎬ但由于可用作桃叶珊瑚属属下物种鉴定 提供叶绿体基因组信息的参考资料ꎮ
的形态特征较为复杂( 如叶形、叶缘、毛被等)ꎬ种
间缺乏有效区分的形态分类性状且可能存在广泛 １ 材料
的杂交和多倍化事件ꎬ导致属内物种划分存在很
大困难ꎬ该属系统而全面的种间系统发育关系亟 桃叶珊瑚属植物的分子材料主要来源于西南

待建立(Ｘｉａｎｇ ＆ Ｂｏｕｆｆｏｒｄꎬ ２００５)ꎮ 和华南分布地野外采集的新鲜叶片ꎬ每个个体采
在植物进化过程中ꎬ叶绿体基因组的结构和 集 ２ ~ ３ 片新鲜健康叶片ꎬ分别用湿纸巾和吸水纸
序列相对保守ꎬ编码基因的数量、结构、组成和排 擦去表面的污渍和水ꎬ剪碎后放入茶包袋ꎬ用硅胶
列顺序基本一致ꎬ极少发生重组等变异ꎬ被广泛应 进行快速干燥ꎮ 所有凭证标本均保存在广州中医
用于植物的物种鉴定、系统发育和物种起源研究 药大学标本室(ＧＵＣＭ)ꎬ经该文作者分类鉴定ꎬ确
中(刘昶和黄林芳ꎬ２０２０)ꎮ 目前ꎬ在美国国家生物 定这 ６ 种桃叶珊瑚属植物分别为峨眉桃叶珊瑚、
信息中心(ＮＣＢＩ)上共收录了 ７ 条桃叶珊瑚属植物 桃叶珊瑚、密花桃叶珊瑚、花叶青木、纤尾桃叶珊
叶绿体基因组序列ꎬ黄媛等(２０２２) 基于这 ７ 条叶 瑚和窄斑叶珊瑚( 图 １)ꎮ 黄杨叶丝缨花的干燥叶
绿体基因组的 ６８ 个蛋白质编码基因对桃叶珊瑚 片取自加州大学伯克利分校植物园( ＵＣ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ
属进行系统发育分析ꎬ结果支持了丝缨花目、丝缨 Ｇａｒｄｅｎ)栽培植物( 分子标本采集号 ＳＺ５４１７)ꎮ 青