Page 6 - 《广西植物》2025年第5期

８ １ ０ 广 西 植 物 ４５ 卷
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬ ｇｅｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｆｏｒ Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｔａｎｇｕｔｉｃａꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｉｎｇ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ
ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｕｓｉｎｇ Ｉｌｌｕｍｉｎａ ＮｏｖａＳｅｑ６０００ꎬ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｇｅｎｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ
ＧｅＳｅｑꎬ ＰＧＡꎬ ＮＯＶＯＰｌａｓｔｙꎬ ＩＲｓｃｏｐｅ ａｎｄ ＭＩＳＡ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: ( １) Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｏｆ Ｒ.
ｔａｎｇｕｔｉｃａ ｈａｄ ａ ｑｕａｄｒｉｐａｒｔｉｔｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ １５０ ８６３ ｂｐ ｉｎ ｌｅｎｇｔｈꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＬＳＣ (８２ １２１ ｂｐ)ꎬ ＳＳＣ (１６ ９９６ ｂｐ)
ａｎｄ ＩＲ (２５ ８７３ ｂｐ). Ｔｏｔａｌ ＧＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ３７.８％ꎬ ａｎｄ ｗｈｉｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ＩＲ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ (４２.９％). Ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ
ｅｎｃｏｄｅｄ １３１ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｏｔａｌꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ８５ ＰＣＧｓꎬ ３８ ｔＲＮＡｓ ａｎｄ ８ ｒＲＮＡｓ. (２) Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ３２ ４７１ ｃｏｄｏｎｓꎬ ｃｙｓｔｅｉｎｅ
(Ｃｙｓ) ｈａｄ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｓｔ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ (１.１８％)ꎬ ｗｈｉｌｅ ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ (Ｉｌｅ) ｈａｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ (８.２４％). Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ
２９ ｃｏｄｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ＲＳＣＵ ａｂｏｖｅ ｏｎｅ. (３) Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＩＲ ｒｅｇｉｏｎｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ｒｐｓ１９ ａｎｄ ｎｄｈＦ ｗｅｒｅ
ｅｘｐａｎｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ＩＲＢ ｒｅｇｉｏｎ. (４) Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ Ｒ. ｔａｎｇｕｔｉｃａ ａｎｄ Ｒ. ｑｕａｄｒｉｆｉｄａ ｈａｄ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｓｔ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ. Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗａｓ ａｒｏｕｎｄ １５.５０ Ｍｙａ (９５％
ＨＰＤ: ６.０ － ２１.０ Ｍｙａ). Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｃｌａｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｒ. ｔａｎｇｕｔｉｃａ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ
ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ Ｒｈｏｄｉｏｌａ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ ｔｈｅ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｒｈｏｄｉｏｌａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｒｈｏｄｉｏｌａꎬ Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｔａｎｇｕｔｉｃａꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙꎬ ｃｏｄｏｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

叶绿体是绿色植物进行光合作用和能量转换 栝楼属( Ｔｒｉｃｈｏｓａｎｔｈｅｓ) 的演化关系ꎬ结果表明栝楼
的 一 种 重 要 半 自 主 性 细 胞 器 ( Ｃｏｒｒｉｖｅａｕ ＆ 属植物叶绿体基因组存在序列重排ꎬ参试物种形
Ｃｏｌｅｍａｎꎬ １９８８ꎻ 苏丹丹等ꎬ２０２２)ꎬ可将太阳能转 成两大分支ꎬ栝楼属与藏瓜属( Ｉｎｄｏｆｅｖｉｌｌｅａ) 的亲缘
换为化学能ꎬ在营养物质积累、生长发育及耐逆性 最近ꎬ认为基因的正向选择是导致栝楼群体分化
方面具有重要作用( Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ 宋菊等ꎬ 的主要原因ꎮ
２０１７)ꎮ 被子 植 物 的 叶 绿 体 基 因 组 大 小 通 常 为 唐古 红 景 天 ( Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｔａｎｇｕｔｉｃａ) 是 景 天 科
１２０ ~ １８０ ｋｂꎬ多数为母系遗传ꎬ部分物种是双亲或 (Ｃｒａｓｓｕｌａｃｅａｅ)红景天属( Ｒｈｏｄｉｏｌａ) 的一种重要的
父系遗传ꎬ结构高度保守ꎬ进化速率慢( 杨亚蒙等ꎬ 多年生药用植物ꎬ主要分布于我国西北地区ꎬ通常
２０１９ꎻ郑长远等ꎬ２０２２)ꎻ具有典型的环状四段式结 生长于海拔 ２ ０００ ~ ４ ７００ ｍ 的高山石缝和近水边
构ꎬ由大单拷贝区( ｌａｒｇｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬＬＳＣ)、小单拷 (中国科学院中国植物志编委会ꎬ１９８４)ꎮ 作为一
贝区 ( ｓｍａｌｌ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬ ＳＳＣ ) 和 反 向 重 复 区 Ａ 种传统的中藏药临床药材ꎬ唐古特红景天主治体
(ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｒｅｐｅａｔｓ ＡꎬＩＲＡ)和反向重复区 Ｂ( ｉｎｖｅｒｔｅｄ 弱气短、气虚乏力、肺热咳喘等ꎻ根、茎均可入药ꎬ
ｒｅｐｅａｔｓ ＢꎬＩＲＢ) 构成ꎻ叶绿体基因组常编码 １１０ ~ 具有退烧、补气、养心、清肺、消肿等多种功效( 贺
１３０ 个 基 因 ( Ｄａｎｉｅｌｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ Ｒａｍａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ 美艳和张小龙ꎬ２０１２)ꎮ 当代药理学认为ꎬ唐古特
２０２０ꎻ Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ现已被广泛应用于物种分 红景天具有抑癌、提高免疫力、除菌抗炎、抗疲劳

类和鉴 定 ( Ｊａｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００６ꎻ 梁 凤 萍 等ꎬ２０１８ꎻ 等功效(何淑玲等ꎬ２０１３)ꎮ 目前ꎬ许多学者对唐古
姜汶 君 等ꎬ２０２０)、 系 统 发 育 关 系 ( Ｊａｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ 红景天的种子萌发特性(何淑玲等ꎬ２０１３)、化学成
２００６ꎻ 张 东 旭 和 孔 丽 丽ꎬ ２０２３)、 群 体 遗 传 结 构 分(李 等ꎬ２０１４)、药理作用( 王秀清等ꎬ１９９２ꎻ贾
(Ｔｗｙｆｏｒｄ ＆ Ｎｅｓｓꎬ ２０１７ꎻ 余涛等ꎬ２０２２) 及物种形 建昌和朝涛ꎬ２００５) 和种质资源( 史国民等ꎬ２０２１)
成机制(刘潮等ꎬ２０２３)等诸多研究领域ꎮ 例如ꎬ高 等进行了研究ꎮ 例如ꎬ何淑玲等(２０１３) 利用不同
鑫 祯 等 ( ２０２３ ) 对 珍 稀 濒 危 飘 带 兜 兰 浓度的尿素处理唐古红景天种子ꎬ结果发现 ０.３
(Ｐａｐｈｉｏｐｅｄｉｌｕｍ ｐａｒｉｓｈｉｉ)叶绿体基因组的特征分析 ｇＬ 尿素处理能显著提高种子的发芽率、发芽势
￣１
发现 ＳＳＲｓ、长序列重复、ＳＮＰｓ、ＩｎＤｅｌｓ 及核苷酸序 和发芽指数等ꎬ当浓度高于 ０.３ ｇＬ 时则显著抑
￣１
列均呈较高的种内多样性ꎬ飘带兜兰 ６ 个个体的 制种子萌发ꎻ李 等(２０１４) 采用不同极性的溶剂
叶绿体基因组序列聚在一起且与长瓣兜兰互为姊 提取唐古红景天的化学成分ꎬ发现主要含有烷烃、
妹群ꎻ江转转等(２０２３) 基于叶绿体基因组比较了 醇、酮、酯类等物质且红景天苷的含量明显高于大