Page 21 - 广西植物2024年1期

１ 期 杨楠等: 极小种群植物川柿叶绿体基因组特征与系统发育分析 １ ７

前ꎬ仅有刘燕琴等(２０２１ａꎬｂ) 对川柿的生物学特性 胶干燥保存ꎬ凭证标本( ＢＪＦＵＺＬＣ０２２) 存放于北京
和种子萌发进行了初步研究ꎮ 在柿属已有的系统 林业大学植物标本馆(ＢＪＦＣ)ꎮ 利用改良 ＣＴＡＢ 法
分类学研究中ꎬ由于所涉及的类群均没有包含川 (Ｐａｈｌｉｃｈ ＆ Ｇｅｒｌｉｔｚꎬ １９８０) 提取川柿叶片总 ＤＮＡꎬ
柿ꎬ因此该物种的系统亲缘关系尚不明确ꎮ 试剂盒采用新型植物基因组 ＤＮＡ 提取试剂盒( 北
叶绿体作为植物细胞特有的细胞器ꎬ拥有一 京美吉桑格生物医药科技有限公司)ꎮ
套半自主性遗传的基因组ꎮ 与核基因相比ꎬ叶绿 １.２ 叶绿体基因组拼装与注释
体基因组具有高度的保守性以及进化相对独立、 叶绿体全基因组的测序分为五步ꎬ即基因组
基因组小、结构稳定、突变率低等特点ꎬ已被越来 ＤＮＡ 质 检、 ＤＮＡ 片 段 化、 文 库 构 建、 桥 式 ＰＣＲ、
越多用于植物分子进化、系统发育以及物种鉴定 Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｈｉｓｅｑ ４０００ 测序仪进行双端测序ꎮ 共得到
等 研 究 中 ( Ｄｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ Ｄａｎｉｅｌｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ５.４４ Ｇｂ 原始数据( ｒａｗ ｄａｔａ)ꎬ去除其中测序质量
２０１６)ꎮ 同时ꎬ叶绿体基因组还可为重要经济植物 较低 的 序 列 后 得 到 ｃｌｅａｎ ｄａｔａꎬ 利 用 Ｇｅｔｏｒｇａｎｅｌｌｅ
及珍稀濒危植物的保育提供分子信息( 陆奇丰等ꎬ ｖ１.７.３.４ 软件( Ｊｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ以柿的叶绿体全
２０２１)ꎮ 在柿属中ꎬ目前共报道了 １１ 个物种的叶 基因组作为参考ꎬ对所获得的 ｃｌｅａｎ ｄａｔａ 进行从头
绿体基因组( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ / )ꎮ 其 拼接ꎮ
中ꎬＦｕ 等(２０１６) 首次对 ４ 种和 １ 品种柿属植物ꎬ 将所获得的川柿叶绿体全基因组序列使用软
即柿 ( Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ)、 君 迁 子 ( Ｄ. ｌｏｔｕｓ)、 油 柿 件 ＰＧＡ(Ｐｌａｓｔｉｄ Ｇｅｎｏｍｅ Ａｎｎｏｔａｔｏｒ) 进行注释ꎬ参照
(Ｄ. ｏｌｅｉｆｅｒａ)、 粉 叶 柿 ( Ｄ. ｇｌａｕｃｉｆｏｌｉａ ) 和 金 枣 柿 柿的叶绿体全基因组注释信息ꎬ得到注释结果ꎮ
(Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ‘Ｊｉｎｚａｏｓｈｉ’)进行了叶绿体基因组测序和 注释结果经过 ＮＣＢＩ 中 Ｂｌａｓｔ 比对ꎬ比对正确后提
系统发育分析ꎬ结果显示柿与油柿的亲缘关系较 交至 ＧｅｎＢａｎｋꎬ得到基因序列号 ＯＫ６４１５９０ꎮ 使用
近ꎬ而君迁子则与粉叶柿较近ꎮ Ｌｉｕ 等(２０１８) 报道 在线 网 站 ＯＧ ＤＲＡＷ ( ｈｔｔｐｓ: / / ｃｈｌｏｒｏｂｏｘ. ｍｐｉｍｐ －
了琼岛柿(Ｄ. ｍａｃｌｕｒｅｉ)和海南柿(Ｄ. ｈａｉｎａｎｅｎｓｉｓ)两 ｇｏｌｍ.ｍｐｇ.ｄｅ / ＯＧＤｒａｗ.ｈｔｍｌ)ꎬ参数为默认值ꎬ绘制
个海南特有种的叶绿体基因组序列ꎬ发现两者基因 川柿叶绿体全基因组图谱ꎮ
组特征相近ꎬ但亲缘关系却较远ꎮ １.３ 多序列对比分析
本文依托“ 中国西南地区极小种群野生植物 使用 ＤｎａＳＰ６. １２. ０３ 软 件 ( Ｌｉｂｒａｄｏ ＆ Ｒｏｚａｓꎬ
调查与种质保存” 项目对重庆市四面山川柿的调 ２００９)对 １１ 个柿属物种的叶绿体基因组进行滑动窗
查结果ꎬ以川柿叶片为研究材料ꎬ通过叶绿体基因 口分析ꎬ计算核苷酸多样性(Ｐ )ꎮ 步长设定为 １００
ｉ
组高通量测序、组装和基因注释ꎬ结合已经报道的 ｂｐꎬ窗口长度为 ３００ ｂｐꎮ 使用 ＭＡＦＦＴ ７ 软件(Ｋａｔｏｈ ＆
其他 １１ 种柿属植物叶绿体基因组数据进行系统 Ｓｔａｎｄｌｅｙꎬ ２０１３)分别对编码区与非编码区进行同源
发育分析ꎬ拟探讨:(１)川柿的叶绿体基因组特征ꎬ 位点比对ꎬ计算每段序列的变异位点百分比ꎮ
包括基因重复序列、变异位点、密码子偏好性和进 １.４ 重复序列与 ＳＳＲ 分析
化选择压力ꎻ(２)川柿与部分柿属种类的系统发育 使用 ＲＥＰｕｔｅｒ 软件(Ｋｕｒｔｚ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００１)查找川
关系以及不同叶绿体基因组序列建立系统发育树 柿叶绿体全基因组中的散在重复序列 ( ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ
的比较ꎮ 本研究结果有助于增加对川柿系统发生 ｒｅｐｅａｔｓ)ꎬ海明距离( Ｈａｍｍｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ) 设置为 ３ꎮ
关系的理解ꎬ并为后续开展川柿及柿属种质资源 串 联 重 复 序 列 ( ｔａｎｄｅｍ ｒｅｐｅａｔｓ ) 通 过 Ｔａｎｄｅｍ
鉴定、遗传育种、遗传多样性保护以及种群恢复等 Ｒｅａｐｅａｔｓ Ｆｉｎｄｅｒ(Ｂｅｎｓｏｎꎬ １９９９)进行分析ꎮ 简单重
研究提供分子信息ꎮ 复序列(ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔｓꎬ ＳＳＲ) 的检测利用
ＭＩＳＡ 软件(Ｂｅｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ参数设置为单核苷
１ 材料与方法 酸重复≥１０ꎬ二核苷酸重复≥６ꎬ三核苷酸重复≥
５ꎬ四核苷酸重复≥４ꎬ五和六核苷酸重复≥３ꎮ
１.１ 植物材料与 ＤＮＡ 提取 １.５ 密码子偏好分析
川柿的叶片材料采自重庆市江津区四面山大 使用 ＣｏｄｏｎＷ１.４ 软件分析川柿叶绿体基因组
窝铺林场(２８°３４′３４.４８″ Ｅ、１０６°２１′４.４８″ Ｎ)ꎬ用硅 中蛋 白 编 码 基 因 同 义 密 码 子 的 相 对 使 用 度