Page 89 - 《广西植物》2022年第10期
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１０ 期 陈模舜等: 基于叶绿体基因组 ＳＮＰ 的天台鹅耳枥谱系结构与分化分析 １ ７ ０ ７
ｙｃｆ１ 基因具有 ２ 个串联重复ꎮ 其中 ＬＳＣ 和 ＳＳＣ 区 ２.４ ｃｐＤＮＡ 变异检测
域共 有 ２５ 个 ｒｐｓ１２ 基 因 串 联 重 复ꎬ ＩＲ 有 １０ 个 单核苷酸多态性( ＳＮＰ) 和基因组结构变异在
ｒｐｓ１２ 串联重复基因ꎮ 进化 过 程 中 至 关 重 要 ( Ｂｒｉｔｔｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００３ )ꎮ
在 ｃｐＤＮＡ 中有 ８７ 个不同的 ＳＳＲ 类型重复了 ｃｐＤＮＡ 结构性变异有插入 / 缺失、转换、颠换和基
１０ 次以上ꎬ其中单核苷酸的数量最多ꎬ平均有 ５０ 因组结构重排ꎮ 在 ２６ 个天台鹅耳枥 ｃｐＤＮＡ 中鉴
个ꎬ占总数的 ５７.４７％ꎻ其次是四核苷酸ꎬ为 １４ 个ꎬ 定了 ３１４ 条 ＳＮＰｓꎬＪＳＴ 居群 ＳＮＰｓ 平均为 １３２ 条、
二核苷酸为 １２ 个ꎬ三核苷酸、复合核苷酸各为 ４ ＱＹＨ 为 １２６ 条、ＰＤＳ 为 １８ 条、ＰＧＳ 为 １８ 条、ＰＱＪ
个ꎬ五核苷酸发现的比较少ꎬ为 ３ 个ꎬ而六核苷酸 为 ８ 条、 ＴＨＳ 为 １２ 条ꎮ 以 居 群 植 株 与 ＴＨＳ ＿ １
没有发现(图 ３)ꎮ 在 ｃｐＤＮＡ 中发现的 ＳＳＲ 通常由 ｃｐＤＮＡ 比 对ꎬ 结 果 表 明 ＪＳＴ 居 群 碱 基 颠 换 数
Ａ / Ｔ 重复组成ꎬ很少包含 Ｇ∕Ｃ 串联重复序列ꎬ其中 (ｔｒａｎｓｖｅｒｓｉｏｎꎬＴｖ)平均为 ９５ 个、ＱＹＨ 为 ９０ 个、ＰＤＳ
单核苷酸由 Ａ / Ｔ 碱基组成ꎬ占 ９２％ꎬ这些 ＳＳＲ 丰富 为 １６ 个、ＰＧＳ 为 １５ 个、ＰＱＪ 为 ６ 个、ＴＨＳ 为 １２ 个
了 ｃｐＤＮＡ 的 ＡＴꎮ ｃｐＳＳＲ 碱基重复序列中 １０ 条占 (表 ３)ꎮ 研究的所有成对序列比较表明ꎬ颠换次
３１.２０％、１１ 条占 １６.９５％、１２ 条占３４.４４％、１３ 条占 数多于 转 换 次 数ꎬ 这 在 其 他 分 类 群 中 也 被 发 现
５.６５％、１４ 条以上占 １１.７６％( 图 ４)ꎮ ｃｐＳＳＲ 分区 (Ｓｔｏｌｔｚｆｕｓ ＆ Ｎｏｒｒｉｓꎬ ２０１６)ꎮ
ＩＲＡ、 ＩＲＢ 各 占 ６. ５８％ꎬ ＬＳＣ 占 ６８.５９％ꎬ ＳＳＣ 占 ２.５ ＩＲ 区域与边界的扩张收缩
１７.９６％ꎬ其中 ＬＳＣ 重复序列最多( 图 ５)ꎮ 在天台 被子植物的 ｃｐＤＮＡ 是高度保守的ꎬＩＲ 区域和
鹅耳枥 ｃｐＤＮＡ 中ꎬ观察到 ＳＳＲ 具有丰富的碱基重 单拷贝(ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬＳＣ)边界区域的扩展和收缩是
复和重复条数ꎬ可以作为居群进化研究有用的遗 造成高等植物 ｃｐＤＮＡ 长度变化的主要机制( Ｓａｉｎａ
传信息ꎮ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 比 较 ２６ 个 完 整 的 天 台 鹅 耳 枥
２.３ 密码子偏好性分析 ｃｐＤＮＡ 的 ＩＲ∕ＳＣ 边界区域ꎬ发现在连接位置上有
密码子在遗传信息的传递中起着重要作用ꎬ 明显差异ꎮ 其中ꎬｒｐｌ２ 基因的长度都是 １ ５１３ ｂｐꎬ
是核酸和蛋白质之间的联系ꎮ 通过对所有蛋白质 其端点 较 保 守ꎬ离 ＪＬＡ、 ＪＬＢ 基 因 间 隔 区 都 是 ７１
编码的 ｃｐＤＮＡ 和氨基酸序列进行统计分析ꎬ天台 ｂｐꎮ ｔｒｎＮ￣ＧＵＵ 的长度是 ７２ ｂｐꎬ离 ＪＳＢ、ＪＳＡ 基因间
鹅耳枥 ｃｐＤＮＡ 序列的 ６５.６５％是蛋白编码基因ꎬ结 隔区变化为 １ ５１６ ~ １ ８６４ ｂｐꎬ不超过以下基因间隔
果显示蛋白质密码子的相似性ꎬ其中 ＡＵＧ、ＵＵＡ、 区的终点ꎮ ｒｐｓ１９ 基因在 ＪＳＢ∕ＩＲｂ 边界处由 ＪＳＢ 向
ＡＧＡ、ＧＣＵ、ＵＣＵ 的频率较高ꎬ而 ＣＵＧ、ＧＵＧ、ＡＧＣ、 ＩＲｂ 延伸 ３ ｂｐꎮ ｙｃｆ１ 基因跨越 ＪＳＡ∕ＩＲａ 区ꎬ４ ２１１~
ＣＵＣ、ＣＵＧ 的频率较低( 图 ６)ꎮ 在这些密码子中ꎬ ４ ５５３ ｂｐ位于 ＳＳＣ 区域内ꎬ向 ＩＲｂ 延伸１ １９２~ １ ５４０
蛋白质编码基因中最常见的氨基酸是异亮氨酸 ｂｐ(图 ８)ꎮ 这 ４ 个 ｃｐＤＮＡ 中 ＩＲ/ ＳＣ 边界处的变异
(Ｉｌｅ)ꎬ其在 ｃｐＤＮＡ 中出现 １ １４６ 次ꎮ 相对同义密 导致了整个 ｃｐＤＮＡ 序列长度的差异ꎬ并在其他植物
码子使用( ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｙｎｏｎｙｍｏｕｓ ｃｏｄｏｎ ｕｓａｇｅꎬＲＳＣＵ) 中也已发现(Ｙｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ
值分 析 表 明ꎬ 色 氨 酸 ( Ｔｒｐ ) 蛋 白 质 编 码 基 因 ２.６ 基于完整的 ｃｐＤＮＡ 序列的群体分析
ＲＳＣＵ ＝ １ꎬ 表 示 该 密 码 子 没 有 偏 好 性ꎮ 其 中: ２.６.１ 单倍型网络构建 通过天台鹅耳枥 ｃｐＤＮＡ
４７.６２％ 密 码 子 的 ＲＳＣＵ > １ꎬ 大 多 数 ( ２８ / ３０ꎬ ９３. 分析ꎬ运用一段遗传连锁的核酸序列的变异来区
３３％)以 Ａ 或 Ｔ(Ｕ)结尾ꎻ５０.７９％密码子的 ＲＳＣＵ< 分ꎬ构建单倍型网络( ｈａｐｌｏｔｙｐｅ ｎｅｔｗｏｒｋ)ꎮ 在系统
１ꎬ大多数(３０ / ３２ꎬ９３.７５％)以 Ｃ 或 Ｇ 结尾(图 ６)ꎮ 发育分析时ꎬ核苷酸碱基一个插入或缺失作为一
在天台鹅耳枥物种的蛋白质编码 ｃｐＤＮＡ 中ꎬ 次进化事件进行编码分析ꎮ 天台鹅耳枥单倍型中
２０ 个氨基酸由 ６３ 个密码子编码ꎬ其中除天冬氨酸 的大多数具有居群单倍型ꎬ几乎没有观察到居群
(Ａｓｐ)外ꎬ大多数氨基酸都具有密码子偏好性ꎮ 总 之间的 单 倍 型 共 享ꎮ 在 地 理 上 接 近 的 天 台 县
共确定了 ４０ 个密码子偏好ꎬ其中涉及 １９ 个氨基 (ＴＨＳ)(Ｈ１ ~ Ｈ３)、景宁县( ＪＳＴ) ( Ｈ４ ~ Ｈ６)、磐安
酸ꎮ 在优选的密码子中ꎬ６３.４９％表现出较高的偏 县大盘山(ＰＤＳ) ( Ｈ７ ~ Ｈ９)ꎬ各居群内具有相同单
好( 图 ７)ꎮ 该 结 果 进 一 步 揭 示 了 天 台 鹅 耳 枥 倍型ꎻ而磐安县青明尖( ＰＱＪ) Ｈ１０、磐安县高姥山
ｃｐＤＮＡ 的相对保守性ꎬ因为高密码子偏好也是高 (ＰＧＳ)Ｈ１１ 和青田县( ＰＱＪ) Ｈ１２ 是在单个标本中
等植物中的常见现象(喻凤和韩明ꎬ２０２１)ꎮ 发现的私有单倍型ꎮ 根据统计单倍型网络图( 图
