Page 63 - 《广西植物》2025年第1期

１ 期 廖晓童等: 海滨猫尾木叶绿体基因组特征及编码基因 ｐｓｂＢ 对冷胁迫的响应 ５ ９

( １. Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅꎬ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｎｇｒｏｖｅ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎬ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｎｇｒｏｖｅ Ｒａｒｅ ａｎｄ Ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ Ｓｐｅｃｉｅｓꎬ Ｌｉｎｇｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４０４８ꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ
Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｅｃｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｉｓｌａｎｄｓꎬ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｎｉｍａｌ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｈａｉｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｈａｉｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈａｉｋｏｕ ５７１１５８ꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｐｌａｎｔ
Ｄｏｌｉｃｈａｎｄｒｏｎｅ ｓｐａｔｈａｃｅａ. Ｐｌａｎｔ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｄｉｎｇ ｇｅｎｅｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ. Ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ
ｇｅｎｏｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｐｓｂＢ ｇｅｎｅｓ ｕｎｄｅｒ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃａｎ ｈｅｌｐ
ｐｒｏｔｅｃｔ ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒｅ ｔｈｉｓ ｓｐｅｃｉｅｓ. Ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ＤＮＡ ｏｆ
Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａ ＮｏｖａＳｅｑ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎｎｏｔａｔｅｄ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ
ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ. Ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｓｂＢ ｇｅｎｅ ｉｎ Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄꎬ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌꎬ ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅꎬ ｐｒｏｌｉｎｅꎬ ｔｏｔａｌ
ｐｈｅｎｏｌｓꎬ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｕｇａｒ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ. Ｆｕｒｔｈｅｒ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｓｂＢ ｇｅｎｅ ｗａｓ
ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ＰＣＲ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｏｆ
Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｔｅｔｒａｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ １５９ １３９ ｂｐꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ＧＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ３７.９％. Ｉｔ ｅｎｃｏｄｅｄ
ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １３３ ｇｅｎｅｓꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ￣ｃｏｄｉｎｇ ｇｅｎｅｓ (８８)ꎬ ｔＲＮＡ ｇｅｎｅｓ (３７) ａｎｄ ｒＲＮＡ ｇｅｎｅｓ (８). (２) Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｄｉｄ ｎｏｔ ｆｏｒｍ ａ ｍｏｎｏｐｈｙｌｅｔｉｃ ｇｒｏｕｐ ｂｕｔ ｉｎｓｔｅａｄ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｗｉｔｈ ８ ｏｔｈｅｒ Ｂｉｇｎｏｎｉａｃｅａｅ
ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ｗｉｔｈ ａ ｓｕｐｐｏｒｔ ｒａｔｅ ｏｆ １００％. (３) Ｕｎｄｅｒ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｐｈｅｎｏｌｓꎬ
ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅꎬ ｐｒｏｌｉｎｅꎬ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｕｇａｒ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｐｓｂＢ ｇｅｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ
ｌｅａｖｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ. Ｉｎ ｓｕｍｍａｒｙꎬ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ
Ｄ. ｓｐａｔｈａｃｅａ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｎ Ｂｉｇｎｏｎｉａｃｅａｅ ｆａｍｉｌｙ. Ｕｎｄｅｒ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ
ｉｓ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｏｓｍｏｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｉｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｐｓｂＢ ｇｅｎｅ ｉｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｐｌａｎｔ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｂｒｅｅｄｉｎｇ
ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｐｌａｎｔｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｄｏｌｉｃｈａｎｄｒｏｎｅ ｓｐａｔｈａｃｅａꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｓｉｓ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓꎬ
ｐｓｂＢ ｇｅｎｅ

海滨猫尾木( Ｄｏｌｉｃｈａｎｄｒｏｎｅ ｓｐａｔｈａｃｅａ) 隶属于 ( Ｗａｎｇ ＸＰ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎬ低温胁迫会对植物叶绿体

紫葳科( Ｂｉｇｎｏｎｉａｃｅａｅ) 猫尾木属( Ｄｏｌｉｃｈａｎｄｒｏｎｅ)ꎬ 结构、光合色素含量产生影响(Ｌｉ ＷＪ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ
是我国典型的半红树植物( 胡启明等ꎬ１９８７)ꎮ 其 叶绿体拥有相对独立的遗传体系(邢少辰和 Ｃｌａｒｋｅꎬ
自然分布于海南和广东两省ꎬ２００６ 年被列入«海南 ２００８)是植物特有的细胞器ꎬ对植物的生长发育起
省重点保护野生植物名录»(张颖等ꎬ２０２１)ꎮ 该植 着重要作用(Ｌｌｏｒｅｎｔｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 在植物分类与

物拥有重要的生态和药用价值( 田广红等ꎬ２０１１)ꎮ 物种水平的系统发育等研究中ꎬ叶绿体基因组由于
作为中国和东南亚地区传统的药用植物ꎬ海滨猫 大小适中ꎬ编码区序列相对保守ꎬ结构比较稳定ꎬ进
尾木在医疗上已被用作治疗糖尿病、癌症和其他 化速率 相 对 较 低 等 优 点 而 受 到 重 视 ( Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
疾病的药物( Ａｋａｓｈｉ ＆ Ｇｏｊｏｂｏｒｔꎬ ２００２)ꎮ 但是ꎬ海 ２００１)ꎮ 随着测序技术的快速发展ꎬ已公布了超过 １
滨猫尾木的濒危状态限制了其生态价值和药用价 ０００ 种高等植物的叶绿体基因组全序列(Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
值的深入利用ꎮ 红树植物通常生长在热带和亚热 ２０２２)ꎮ 其中ꎬ对紫葳科多种植物的叶绿体基因组
带的海岸潮间带ꎮ 然而ꎬ近年来频繁发生的低温 特征进行了全面分析和报道(Ｎａｚａｒｅｎｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ
灾害ꎬ给包括海滨猫尾木在内的红树植物带来了 Ｔｈｏｄｅ ＆ Ｌｏｈｍａｎｎꎬ ２０１９ꎻ Ｙａｒａｄｕａ ＆ Ｙｅｓｓｏｕｆｏｕꎬ
短期、突然的低温伤害( 黄雪松ꎬ２０２１)ꎬ增加了其 ２０２２ꎻ Ｌｉ Ｆ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎬ但目前尚未发现有关海滨
生态修复工作的难度ꎮ 猫尾木的相关研究报道ꎮ
温度是影响植物生长发育的重 要 影 响 因 子 叶绿体编码基因 ｐｓｂＢ 属光系统Ⅱ相关基因ꎬ