Page 49 - 广西植物2024年1期
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１ 期 汪雨等: 两种珍稀白蝶兰属(兰科)叶绿体基因组比较分析 ４ ５
高等植物的叶绿体基因组(ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｇｅｎｏｍｅꎬ 物进行比较和系统发育关系的分析ꎬ拟探讨:(１)龙
ｃｐＤＮＡ)较小ꎬ通常为典型的环状四分体结构ꎬ由大 头兰和景洪白蝶兰中的叶绿体基因组中有哪些位
单拷 贝 区 ( ｌａｒｇｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬ ＬＳＣ)、 小 单 拷 贝 区 点可以作为特征性分子标记ꎻ(２) 叶绿体基因组是
(ｓｍａｌｌ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｐｙꎬＳＳＣ)和 ２ 个反向重复区(ｉｎｖｅｒｔｅｄ 否能够辨析白蝶兰属和玉凤花属的系统发育关系ꎮ
ｒｅｐｅａｔｓꎬＩＲｓ) 构成(Ｒｕｈｌｍａｎ ＆ Ｊａｎｓｅｎꎬ２０１４)ꎮ 目前
叶绿 体 基 因 组 通 过 高 通 量 的 浅 层 基 因 组 测 序 １ 材料与方法
(ｇｅｎｏｍｅ ｓｋｉｍｍｉｎｇ) 技术较易获得( Ｆｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２２ꎻ
黎若竹等ꎬ２０２２)ꎮ 植物的叶绿体基因组较核基因 １.１ 试验材料
组更具有保守性和遗传稳定性ꎬ进化速率适中ꎬ不 龙头兰和景洪白蝶兰( 图 １) 均保存于中国科
存在基因重组现象等特征ꎬ在植物系统发育研究中 学院西双版纳热带植物园保育苗圃中(１０１°４６′ Ｅ、
得到广泛应用ꎮ 叶绿体基因组序列揭示了许多基 ２１°５４′ Ｎ)ꎮ 采集 ２ 种植物的新鲜叶片放置于硅胶
因结构变异ꎬ包括简单重复序列( ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ 中干燥保存ꎮ
ｒｅｐｅａｔｓꎬＳＳＲｓ)、 单核苷酸多态性 ( ｓｉｎｇｌｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ １.２ ＤＮＡ 的提取和测序
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｓꎬＳＮＰｓ) 和 插 入 缺 失 ( ｉｎｓｅｒｔｉｏｎｓ ａｎｄ 取干燥后的龙头兰和景洪白蝶兰叶片ꎬ放入
ｄｅｌｅｔｉｏｎｓꎬＩｎＤｅｌｓ) 等ꎮ 齐丹等(２０１８) 利用南方梨属 组织研磨器中充分研磨ꎬ按照植物总 ＤＮＡ 提取试
(Ｐｙｒｕｓ)叶绿体基因组的 ６ 个片段发现秦岭淮河以 剂盒 Ｔｉａｎｇｅｎ ＤＮＡ 试剂盒( ＴＩＡＮＧＥＮꎬ中国) 说明
南地区的砂梨和白梨亲缘关系较近ꎬ湖南地区的砂 书使用方法进行叶片 ＤＮＡ 的提取ꎬ并按照 Ｉｌｌｕｍｉｎａ
梨遗传多样性更丰富ꎮ 汤晨茜等(２０２２) 比较了陕 ＴｒｕＳｅｑ 文库制备试剂盒( ＩｌｌｕｍｉｎａꎬＵＳＡ) 构建 ＤＮＡ
甘 花 楸 ( Ｓｏｒｂｕｓ ｋｏｅｈｎｅａｎａ ) 和 爪 瓣 花 楸 ( Ｓ. 文库ꎬ测序文库由上海派森诺生物科技有限公司
ｕｎｇｕｉｃｕｌａｔａ)的叶绿体基因组ꎬ探究二者的系统发育 通过 Ｉｌｌｕｍｉｎａ ＨｉＳｅｑ ２５００ 平台进行浅层基因组测
关系ꎮ 陈模舜和杨仲毅(２０２２)利用 ２６ 个天台鹅耳 序ꎬ测序读长为 ＰＥ１５０ꎮ
枥(Ｃａｒｐｉｎｕｓ ｔｉｅｎｔａｉｅｎｓｉｓ) 叶绿体基因组的 ＳＮＰ 进行 １.３ 叶绿体基因组的组装和注释
分析ꎬ揭示天台鹅耳枥的遗传多样性和谱系分化ꎮ 测序所 得 的 原 始 数 据 经 ｆａｓｔｐ 软 件 ( Ｃｈｅｎ ｅｔ
植物叶绿体基因组序列经常被用作 ＤＮＡ 条形码 ａｌ.ꎬ２０１８)进行过滤ꎬ获得高质量的 ＨＱ ｄａｔａꎬ之后
(ＤＮＡ ｂａｒｃｏｄｉｎｇ) 的分子标记进行物种鉴别ꎬ包括 使用 ＧｅｔＯｒｇａｎｅｌｌｅ 平台进行叶绿体基因组的组装
ｍａｔＫ、ｒｂｃＬ、 ｐｓｂＡ － ｔｒｎＨ 和 ａｔｐＦ － ａｔｐＨ 等 ( Ｋｒｅｓｓ ＆ (Ｊｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２０)ꎬ组装后获得的数据导入 Ｂａｎｄａｇｅ
Ｅｒｉｃｋｓｏｎꎬ２００７ꎻ Ｌａｈａｙｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８ )ꎮ 李 镇 兵 等 ｖ０.８.１ 检查( Ｗｉｃｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１５)ꎬ判断其是否为双
(２０２２)对 ３ 个品种木芙蓉(Ｈｉｂｉｓｃｕｓ ｍｕｔａｂｉｌｉｓ) 的叶 链环状四分体结构ꎮ 确认组装所得的数据合格可
绿体基因组进行分析后认为ꎬ使用 ｙｃｆ１、ｎｄｈＢ 等基 用后ꎬ将其分别上传至 ＧｅＳｅｑ(Ｍｉｃｈａｅｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１７)
因可以对木芙蓉品种间及近缘种间进行鉴定ꎮ 李 和 ＣＰＧＡＶＡＳ２(Ｓｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１９)平台进行叶绿体基
冉郡等(２０２２)对大黄(Ｒｈｅｕｍ ｓｐｐ.)药材基原物种的 因 组 注 释ꎮ 在 ＮＣＢＩ ( Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
叶绿体基因组高变区进行特异 ＤＮＡ 条形码开发ꎬ可 Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)数据库中检索兰科红门
以精准地鉴别 ３ 种大黄ꎮ 姚辉等(２０１５) 认为石斛 兰亚族已发表且注释的狭叶白蝶兰( ＫＸ８７１２３７)、
属( Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ) 的 ｐｓｂＫ￣ｐｓｂＩ 片段可以作为石斛属 线叶 十 字 兰 ( Ｈ. ｌｉｎｅａｒｉｆｏｌｉａꎬ ＮＣ ＿ ０５９６９６) 和 Ｈ.
的候选分子标记ꎬ并成功利用其完成 ６ 份样品的鉴 ｃｒｕｃｉｆｏｒｍｉｓ(ＮＣ＿０５９６９５) 作为参考序列ꎬ将注释后
定ꎮ 潘佳佳(２０１７)对高变位点进行筛选后ꎬ成功找 获得的两组数据使用 Ｇｅｎｅｉｏｕｓ ｐｒｉｍｅ ２０２２.０.２ 软
到霍山石斛(Ｄ. ｈｕｏｓｈａｎｅｎｓｅ)的特异性位点ꎬ可以高 件进 行 人 工 校 正 比 对ꎮ 利 用 Ｏｒｇａｎｅｌｌａｒ Ｇｅｎｏｍｅ
效地将霍山石斛从各种枫斗类石斛产品中分辨 ＤＲＡＷ(Ｇｒｅｉｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１９) 在线工具绘制龙头兰
出来ꎮ 和景洪白蝶兰的叶绿体基因组图谱ꎮ 基因组长
本研究基于二代测序技术进行基因组浅层测 度、ＬＳＣ 区长度、ＳＳＣ 区长度、ＩＲ 区长度、ＧＣ 含量
序ꎬ利用生物信息学软件组装了龙头兰和景洪白蝶 等通过 Ｇｅｎｅｉｏｕｓ ｐｒｉｍｅ ２０２２.０.２ 进行统计ꎮ
兰的叶绿体基因组ꎬ详细比较了 ２ 种白蝶兰属叶绿 １.４ 简单重复序列分析
体基因组的结构差异ꎬ并与亲缘较近的玉凤花属植 利用 ＭＩＳＡ 程序( Ｂｅｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１７) 预测龙头
