Page 20 - 《广西植物》2025年第1期

１ ６ 广 西 植 物 ４５ 卷
Ｒ. ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｐｌａｎｔｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｅｒｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａ
ＨｉＳｅｑ ２０００ ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｓｓｅｍｂｌｅｄꎬ ａｎｎｏｔａｔｅｄꎬ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: ( １)
Ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｏｆ Ｒ. ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓ ｗｅｒｅ １５７ １７３ － １５７ ２６１ ｂｐ ｉｎ ｌｅｎｇｔｈꎬ ｗｉｔｈ ａ ｓｉｚｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ８８ ｂｐ ａｍｏｎｇ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅｓ ｅｎｃｏｄｅｄ １３２ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｓꎬ ｍａｉｎｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｓｅｌｆ￣
ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ. Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２７ １５５ ｃｏｄｏｎｓꎬ ｐｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｃｏｄｏｎ ｅｎｄｉｎｇ ｏｆ Ａ ｏｒ Ｕꎬ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ａｌｌ ｔｈｅ ｃｏｄｉｎｇ
ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ. (２) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ３６ ｒｅｐｅａｔｓ ａｎｄ ７３ ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔｓ (ＳＳＲｓ) ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｏｆ
Ｒ. ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓ. Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ＳＳＲｓ ｗｅｒｅ ｍｏｎｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｇｅｎｉｃ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｉｎｇｌｅ ｓｃａｌｅ
(ＬＳＣ). ( ３) Ｔｈｅ ｈａｐｌｏｔｙｐｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ４０ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｗａｓ ０. ９２８ ± ０. ０２７ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ (Ｐ ) ｗａｓ ０.０００ １２. Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｇｅｎｉｃ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｐｅｔＮ￣ｔｒｎＤ ａｎｄ ｐｓａＡ￣ｙｃｆ３ꎬ ｇｅｎｅ ｒｐｓ１６ ａｎｄ ｙｃｆ１ ｗｅｒｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ
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ｍｏｒｅ ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ. Ｎｏ ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｒ ｌｏｓｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ ＤＮＡ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ. Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅｓ ａｒｅ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｓｉｚｅꎬ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈｉｎ Ｒ. ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓ. Ｔｈｅ ｒｉｃｈ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｓ ｎｏｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ
ｇｅｎｏｍｅｓ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｐｌａｎｔｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｒｏｓａ ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔｓ (ＳＳＲｓ)ꎬ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ (Ｐ )ꎬ ｃｏｄｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
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叶 绿 体 在 植 物 的 生 活 史 中 具 有 重 要 作 用 １６３９４９１７０３７４０５１.ｈｔｍｌ)ꎮ 中甸刺玫是著名的高山
(Ｗｉｃｋｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ 大多数维管植物的叶绿体 花卉(Ｌｉ ＆ Ｚｈｏｕꎬ ２００５) 和重要的月季种质资源ꎬ
基因组长度约为 １５０ ｋｂꎬ为保守的四分体结构ꎬ包 既耐寒(邓菊庆等ꎬ２０１３)ꎬ也高抗蚜虫(范元兰等ꎬ
括一个大单拷贝区( ｌａｒｇｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬ ＬＳＣ)、一个 ２０２１)ꎮ 自 Ｊｉａｎ 等(２０１０) 发现其是蔷薇属野生种
小单拷贝区(ｓｍａｌｌ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬ ＳＳＣ)和两个反向重 中唯一的最高倍性———十倍体( ２ｎ ＝ １０ｘ ＝ ７０) 以
复区( ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｒｅｐｅａｔｓꎬ ＩＲｓ) ( Ｗｉｃｋｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ 来ꎬ人们对中甸刺玫的生境和群落特征( 关文灵
Ｓｈｅｔｔｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 高等植物 等ꎬ２０１２)、繁育系统( 伍翔宇等ꎬ２０１４)、种群现状
的叶绿体基因组高度保守ꎬ但某些类群的叶绿体 (周玉泉等ꎬ２０１６)、系统位置( 王开锦等ꎬ２０１８)、
基因组中存在大片段的倒置(Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)、大 基于染色体荧光原位杂交的核型特征( 方桥等ꎬ
量重复序列( Ｇｕｉｓｉｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)、基因丢失或 ２０２０)以及 遗 传 多 样 性 和 遗 传 结 构 ( Ｊｉａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ
假基因化(Ｙｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８) 以及 ＩＲ 区的扩张或收 ２０１８ａ)等进行了系统研究ꎬ发现中甸刺玫种内存
缩(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 叶绿体基因 在丰富的表型多样性ꎬ其中花色和花型变异尤其
组在 大 多 数 被 子 植 物 中 为 母 系 遗 传 ( Ｎｅａｌｅ ＆ 显著(李树发等ꎬ２０１３ꎻＪｉａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ａ)ꎮ
Ｓｅｄｅｒｏｆｆꎬ １９８９ꎻＤａｎｉｅｌｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 与核基因组 理解多倍性如何修饰表型性状是进化生物学
相比ꎬ叶绿体基因组具有分子量低、结构简单、保 的一个研究热点和主要目标( Ｂａｌａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ
守性强等特点ꎬ还包含大量的重复序列ꎬ包括简单 大量研究表明自然形成或人工诱导的多倍体植物
重 复 序 列 ( ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔｓꎬ ＳＳＲｓ ) 都会产生遗传和表观遗传的改变ꎬ从而改变基因
(Ｃａｖａｌｉｅｒ￣Ｓｍｉｔｈꎬ ２００２)ꎮ 因此ꎬ被广泛应用于系统 的表达ꎬ使其在遗传、生理和形态上产生分化ꎬ形
发育、ＤＮＡ 条形码、基因工程和亲缘关系等研究 成新的表型(Ｒａｍｓｅｙ ＆ Ｓｃｈｅｍｓｋｅꎬ ２００２)ꎮ 对于十

(Ｄｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 随 着 二 代 测 序 技 术 ( ｎｅｘｔ￣ 倍体的中甸刺玫而言ꎬ其种内丰富的表型变异的
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇꎬ ＮＧＳ)的发展ꎬ越来越多的植 机制尚不清楚ꎮ 中甸刺玫的高倍性特征ꎬ限制了
物叶绿体全基因组序列被报道ꎬＮＣＢＩ 数据库迄今 多种分子技术手段在其遗传背景研究上的应用ꎮ

已公布了超过８ ５００个植物叶绿体基因组ꎮ Ｊｉａｎ 等(２０１７)报道了中甸刺玫的叶绿体基因组大
中甸刺玫(Ｒｏｓａ ｐｒａｅｌｕｃｅｎｓ)是云南省香格里拉 小、各分区的长度和 ＧＣ 含量、编码的基因数量等
市的特有“ 极危” 植物( Ｋｕ ＆ Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎꎬ ２００３ꎻ覃 基本信息ꎬ发现中甸刺玫的叶绿体基因组大小为
海宁等ꎬ２０１７)ꎬ也是国家二级保护植物( ｈｔｔｐ: / / １５７ １８６ ｂｐꎬ 与 同 属 的 单 瓣 月 季 花 ( Ｒ. ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
ｗｗｗ. ｆｏｒｅｓｔｒｙ. ｇｏｖ. ｃｎ / ｍａｉｎ / ３９５４ / ２０２１０９０８ / ｖａｒ. ｓｐｏｎｔａｎｅａ)等其他植物相比ꎬ其叶绿体基因组