Page 35 - 广西植物2024年1期
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１ 期               邓永彪等: 珍稀濒危植物越南小花金花茶的叶绿体基因组特征分析                                             ３ １

                 (ＥＮＣ) ｍａｐｐｉｎｇꎬ ＰＲ２￣ｐｌｏｔꎬ ａｎｄ ｎｅｕｔｒａｌ ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｓ ａ ｐｒｉｍａｒｙ ｆａｃｔｏｒ ｓｈａｐｉｎｇ ｃｏｄｏｎ ｕｓａｇｅ
                 ｐａｔｔｅｒｎｓ. (４) Ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｙｃｆ１ ｇｅｎｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ
                 ｙｅｌｌｏｗ Ｃａｍｅｌｌｉａ. (５) Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｏｆ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｓｅｃｔ. Ｃｈｒｙｓａｎｔｈａ ｓｐｅｃｉｅｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ
                 ｔｈａｔ Ｃ. ｍｉｎｉｍａ ｗａｓ ｍｏｓｔ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ Ｃ. ｍｉｃｒａｎｔｈａ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｃｒｕｃｉａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｓｐｅｃｉｅｓ
                 ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎꎬ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ
                 ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ ｓｅｃｔ. Ｃｈｒｙｓａｎｔｈａ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ.
                 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｃａｍｅｌｌｉａ ｍｉｎｉｍａꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｃｏｄｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ


                金花茶组( Ｓｅｃｔ. Ｃｈｒｙｓａｎｔｈａ ) 隶属于山茶科                近年来叶绿体基因组测序的成本大大降低ꎬ越来越
            (Ｔｈｅａｃｅａｅ)山茶属(Ｃａｍｅｌｌｉａ Ｌ.)ꎬ主要分布在我国                 多的叶绿体基因组数据被成功应用于植物系统发
            的广西、云南以及越南部分地区( 赛璇ꎬ２０１８)ꎮ 其                        育和进化研究ꎮ 同时ꎬ叶绿体基因组中包含大量的
            生长环境为人类活动踪迹较少的喀斯特地貌和潮                              重复序列是研究物种进化进程以及遗传特征的重
            湿山地等( 李桂娥等ꎬ２０２２)ꎮ 所有金花茶组植物                         要依 据 ( Ｈｕｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎬ 其 中 简 单 重 复 序 列
            都被列入我国国家重点保护野生植物名录ꎬ保护                              (ＳＳＲｓ)又称微卫星序列可以作为有效的分子标记
            等级 为 二 级 ( 国 家 林 业 和 草 原 局 农 业 农 村 部ꎬ              来检测种群多态性ꎬ广泛应用于分子辅助育种和物
            ２０２１)ꎮ 金花茶组植物被称为“ 植物界的大熊猫”                         种保护等方面 (Ｃａｖａｌｉｅｒꎬ ２００２)ꎮ 密码子是连接核
            “茶中皇后”ꎬ因为该组植物是山茶属唯一拥有金                             酸和蛋白质的纽带ꎬ在遗传信息的传递过程中具有
            黄色 花 瓣 的 类 群 ( 张 蕾 等ꎬ ２０１９ꎻ 吴 丽 君 等ꎬ               重要作用(Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 研究物种密码子使用
            ２０２０)ꎮ 金花茶组植物的花瓣和叶片中含有丰富                           模式并确定最优密码子ꎬ有助于设计基因表达载体
            的黄酮ꎬ常被用作保健食品与饮品( 刘青等ꎬ２０２１ꎻ                         来提高目的基因的表达量ꎬ在品种改良方面具有重
            赛璇ꎬ２０１８)ꎮ 金花茶植物由于频繁的种间杂交和                          要应用价值(Ｑｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ 胡晓艳等ꎬ２０１９)ꎮ
            多倍化导致其分类 研 究 十 分 困 难 ( Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ                   越南小花金花茶(Ｃ. ｍｉｎｉｍａ)为金花茶组植物
            ２０１９)ꎮ Ｗｅｉ 等(２０２２) 基于双酶切位点相关的简                     之 一ꎬ 可 做 观 赏 植 物 和 嫁 接 砧 木 ( Ｇｅｏｒｇｅ ＆
            化基因组测序( ｄｄＲＡＤ)、转录组和核糖体内部转                          Ａｎｔｈｏｎｙꎬ ２０１５)ꎮ 目前ꎬ尚未有关于越南小花金花
            录间隔区( ｎｒＩＴＳ) 等数据对 ２０ 个中国金花茶物种                      茶叶绿体基因组的相关研究ꎬ限制了对其遗传特
            进行系统发育重建ꎬ结合形态学证据确定了物种                              征和系统发育关系的理解ꎮ 为此ꎬ本研究利用高
            之间的亲缘关系ꎮ 研究表明ꎬ强烈的杂交 / 渗入信                          通量测序技术对越南小花金花茶进行了叶绿体全
            号表明网状进化是造成核基因数据和叶绿体基因                              基因组测序组装ꎬ拟探讨以下科学问题:(１) 越南
            组数据构建的系统发育树不一致的主要原因ꎮ 本                             小花金花茶叶绿体基因组图谱和序列特征ꎻ(２) 越
            研究利用基因内容较少的叶绿体基因组进行有关                              南小花金花茶叶绿体基因组密码子使用的偏好性
            信息的研究ꎬ更多完整的叶绿体基因组数据的积                              及影响密码子使用模式主导因素ꎻ(３) 越南小花金
            累将为今后金花茶属植物的系统发育和网状进化                              花茶与其近缘物种在 ＩＲ 和 ＳＣ 边界区域碱基分布
            关系的研究提供更多的分子证据ꎬ也可以为金花                              的差异ꎻ(４)越南小花金花茶在金花茶组植物系统

            茶组植物的保护与综合利用提供基础理论支持ꎮ                              发育中的位置ꎮ 本研究不仅为后续开展越南小花
                 四分体结构是叶绿体基因组的典型特征ꎬ由一                          金花茶物种鉴定、遗传多样性分析、叶绿体基因工
            个大单拷贝(ｌａｒｇｅ ｓｉｎｇｌｅ￣ｃｏｐｙꎬ ＬＳＣ)区、一个小单拷               程以及分子育种等研究提供了重要的理论基础ꎬ
            贝(ｓｍａｌｌ ｓｉｎｇｌｅ￣ｃｏｐｙꎬ ＳＳＣ) 区和两个倒置重复序列               也为金花茶组植物的系统发育研究提供了丰富的
            (ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｒｅｐｅａｔｓꎬ ＩＲｓ) 显示和编码 １１０ ~ １３０ 个基         叶绿体基因组数据ꎮ

            因ꎬ大小范围为 １２０ ~ １８０ ｋｂ(Ｌｉ ＤＭ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ
            相较于核基因组ꎬ叶绿体基因组在基因结构、基因                             １  材料与方法
            内容、基因序列方面更加稳定ꎬ较慢的进化速率ꎬ因
            此被广泛应用于系统发育、ＤＮＡ 条形码、基因工程                           １.１ 植物材料
            和种群间亲缘关系等研究中( Ｄｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ                      越南小花金花茶采集于中国广西壮族自治区
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