Page 179 - 《广西植物》2026年第3期
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３ 期 王飞等: 花椒主要栽培种叶绿体基因组比较及密码子使用偏好分析 ５ ５ ５
竹叶花椒叶绿体基因组编码区共检测到 １３０ 个
ＳＮＰꎬ其中包括 ４８ 个 Ｔｓ 和 ８２ 个 Ｔｖꎬ这两种 ＳＮＰ
的突变类型比率为 １ ∶ １.７ꎮ Ｔｓ 突变类型中有 ３１
个 Ｃ 与 Ｔ 之间的碱基转换ꎬ其次是 Ａ 与 Ｇ 之间的
碱基转换ꎬ有 １７ 个ꎻＴｖ 突变类型中以 Ｇ 与 Ｔ 之间
的碱基颠换最为丰富ꎬ有 ３７ 个ꎬ其次是 Ａ 与 Ｃ 之
间的碱基颠换ꎬ有 ２５ 个ꎮ 所有编码基因中 ｍａｔＫ、
ｒｐｓ１６、ａｔｐＡ、ｒｐｏＣ１、ｎｄｈＦ、ｎｄｈＡ 和 ｙｃｆ１ 这 ７ 个基因
的 ＳＮＰ 变异位点均在 ６ 个及以上ꎬ尤其是 ｙｃｆ１ 基
因共 有 ２４ 个 ＳＮＰ 变 异 位 点ꎬ 占 总 变 异 位 点 的
１８.５％ꎬ说明其具有丰富的核苷酸多态性ꎮ 同时ꎬ
对存在于叶绿体基因组编码基因中的缺失( Ｄｅｌ)
与插入(Ｉｎｓ)位点进行了检测ꎬ在 ８ 个编码基因序
列中共发现了 ５ 个插入位点和 ９ 个缺失位点ꎮ 值
得注意的是ꎬ所有的插入与缺失位点均分布在对
应编码基因的内含子区域ꎮ 其中ꎬ基因 ｒｐｓ１６ 插入
与缺失位点最丰富ꎬ有 ３ 个位点ꎻ而基因 ｒｐｏＣ１ 插
入的碱基数则最多ꎬ插入位点序列为 ＴＴＴＴＴＴꎬ碱
基数为 ６ ｂｐꎮ
花椒、竹叶花椒叶绿体基因组的大单拷贝区
(ＬＳＣ)、反向重复区( ＩＲ)、小单拷贝区( ＳＳＣ) 的核
图 ２ 基因组序列重复结构与 ＳＳＲ 类型 苷酸变异分析结果(图 ６)表明ꎬ２ 种花椒属植物叶
Ｆｉｇ. ２ Ｒｅｐｅａｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ＳＳＲ ｔｙｐｅ ｏｆ ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ 绿体基因组中核苷酸变异程度较高的区域集中在
ＬＳＣ 和 ＳＳＣ 区ꎬ而 ＩＲ 区的核酸变异普遍处于较低
２.３.３ 最优密码子筛选 根据 ＥＮＣ 值大小从两个 水平ꎮ 以核苷酸多态性指数 Ｐ >０.０１０ 为标准ꎬ检
ｉ
极端分别选择 ５ 条 ＣＤＳ 建立高低基因表达库ꎬ分 测到 ３ 个核酸高变区ꎮ 其中ꎬ Ｐ 值最高的区域在
ｉ
别计算高低基因表达库中氨基酸对应的密码子 ＬＳＣ 区 ２８ ４１４ ~ ２９ ７２５ ｂｐ 之间ꎬ结合基因组图谱
ＲＳＣＵ 值ꎬ并求 ΔＲＳＣＵ 值ꎮ 将 ＲＳＣＵ >１(高频密码 注释该高变区为 ｒｐｏＢ － ｔｒｎＣ￣ＧＣＡ － ｐｅｔＮ 基因间隔
子)且 ΔＲＳＣＵ≥０.０８( 高表达密码子) 的密码子确 区ꎬ在这 ３ 个基因的 ２ 个间隔区内共检测到 ４０ 个
变异位点ꎻ其次是注释为 ｔｒｎＨ￣ＧＵＧ－ｐｓｂＡ 基因间隔
定为最优密码子ꎬ在花椒叶绿体基因组中筛选出 ６
区 ( １ ~ ８６０ ｂｐ ) 和 位 于 ＳＳＣ 区 的 ｙｃｆ１ 基 因
个最 优 密 码 子ꎬ 分 别 为 ＡＣＡ、 ＵＡＵ、 ＣＵＵ、 ＣＧＡ、
ＡＡＵ、ＣＡＵꎬ其中 ２ 个以 Ａ 结尾ꎬ４ 个以 Ｕ 结尾ꎻ在 (１２９ １８１ ~ １３０ ２８０ ｂｐ)ꎮ 同时ꎬ通过统计核苷酸
竹叶花椒叶绿体基因组中筛选出 ５ 个最优密码 变异较丰富( Ｐ > ０.００５) 的滑动窗口下的变异位
ｉ
子ꎬ分别为 ＵＵＵ、ＵＣＵ、ＣＧＵ、ＧＵＡ、ＵＡＵꎬ其中以 Ｕ 点ꎬ发现约 ８０％的变异位点都位于基因间隔区ꎬ这
结尾的有 ４ 个ꎬ以 Ａ 结尾的仅有 １ 个ꎻ而花椒和竹 进一步说明花椒属植物叶绿体基因组变异多发生
叶花椒共有的最优密码子为 ＵＡＵ( 图 ５)ꎮ 这说明 在非编码区ꎮ
从 ２ 种花椒属植物中筛选出来的共 １０ 个最优密码 ２.５ 系统发育分析
子均以 Ａ / Ｕ 结尾ꎮ 基 于 叶 绿 体 基 因 组 高 变 区 ｒｐｏＢ － ｔｒｎＣ￣ＧＣＡ －
２.４ 基因组序列变异位点与核苷酸多态性分析 ｐｅｔＮ 构建花椒属植物系统发育树ꎮ 结果如图 ７ 所
以花椒叶绿体基因组作为参照ꎬ统计分析竹 示ꎬ系统发育树以 ９５％以上的支持率将 ６ 种花椒
叶花椒叶绿体基因组中蛋白质编码基因序列上的 属植物划分为两大类ꎬ 石山花椒和异叶花椒聚为
变异位点(表 ４)ꎮ ＳＮＰ 是基因组序列中的单核苷 一类ꎬ花椒、川陕花椒、竹叶花椒和墨脱花椒聚为
酸变异ꎬ主要突变类型有转换(Ｔｓ)和颠换(Ｔｖ)ꎬ在 另一类ꎻ同时ꎬ发现川陕花椒和花椒在同一个小分
