尖刀唇石斛和翅梗石斛叶绿体全基因组分析

目的 测定尖刀唇石斛Dendrobium heterocarpum和翅梗石斛D. trigonopus叶绿体基因组,分析其序列特征并鉴定石斛属Dendrobium植物物种间亲缘关系。方法 利用Illumina Hisep 2 500测序平台对尖刀唇石斛和翅梗石斛进行二代测序,经组装、注释后得到2条完整的叶绿体全基因组序列,采用生物信息学方法分析其序列结构及石斛属的系统发育关系。结果尖刀唇石斛的叶绿体全基因组总长为159 786 bp,总GC含量为37.2%,共注释得到131个基因,包括88个蛋白编码基因、37个t RNA基因和6个rRNA基因;翅梗石斛的叶绿体全基因组总长为159652bp,总GC含量为37.1%,共注释得到131个基因,包括88个蛋白编码基因、37个tRNA基因和6个rRNA基因。尖刀唇石斛和翅梗石斛分别检测到112和127个简单重复序列（SSR）,二者编码亮氨酸的密码子数量最多,编码色氨酸的密码子数量最少。系统发育树显示,尖刀唇石斛、反瓣石斛D. ellipsophyllum、翅梗石斛、梳唇石斛D. strongylanthum和长距石斛D. longicornu聚...     

相近石韦叶绿体基因组学分析

目的:测定相近石韦Pyrrosia assimilis叶绿体基因组,分析其序列特征并探讨相近石韦本草基因组学研究。方法:应用高通量测序技术对相近石韦进行了叶绿体全基因组测序,利用生物信息学方法分析其结构特征和系统发育关系。结果:相近石韦叶绿体基因组呈环形双链结构,全长154 964 bp,鸟嘌呤和胞嘧啶(GC)总量41. 2%;共注释到131个基因,包括88个蛋白编码基因,35个转运RNA(tRNA)基因和8个核糖体RNA(rRNA)基因;共检测到43个散在重复序列和56个简单重复序列(SSR);编码亮氨酸的密码子使用频率最高,编码色氨酸的密码子数最少;叶绿体基因组全局比对分析筛选出5个高变异区(psb A,rrn16,pet A-psbJ,ndh C-trnM和psb M-petN);系统发育树显示相近石韦与波氏石韦P. bonii亲缘关系较近。结论:相近石韦叶绿体基因组中非编码区变异高于编码区,大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)变异大于反向重复区(IR),筛选出的5个高变区可作为石韦属物种鉴定的候选DNA条形码。相近石韦的叶绿体基因组学研究为其他石韦属药用植物在分子鉴定、遗传基因转化、抗性蛋白表达及次生代谢途径解析等方面的研究提供了参考。     

五月艾Artemisia indica叶绿体基因组结构及系统发育分析北大核心CSCD

五月艾Artemisia indica是菊科蒿属重要的药用植物,但目前对于五月艾分子遗传信息了解很少。该研究通过高通量测序技术对五月艾叶绿体基因组进行测序、组装和注释,并对其序列特征、重复序列、密码子偏好性和系统发育进行分析。结果表明,五月艾叶绿体基因组全长151 161 bp,为典型的环状四段式结构,包括2个反向重复区(IRs),1个大单拷贝区(LSC)和1个小单拷贝区(SSC),GC量为37.47%;共注释到132个基因,去重复之后为114个,包括80个蛋白编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因。从叶绿体基因组中共检测到50个长重复序列和191个SSR,其中SSR类型主要以单核苷酸为主。密码子偏好性分析显示,亮氨酸是五月艾叶绿体基因组中使用次数最高的氨基酸(10.77%),同义密码子相对使用频次(RSCU,relative synonymous codon usage)>1的密码子有30种且均以A/U结尾。基于菊科19个物种叶绿体基因组构建的系统发育树显示,五月艾与艾叶的亲缘关系最近,蒿属物种聚为单独的进化分支。该研究结果将为蒿属药用植物遗传多样性和资源保护提供理论依据。     

远志叶绿体基因组序列特征与系统发育分析

目的 解析远志Polygalatenuifolia叶绿体基因组信息序列特征和确定其在远志属的系统位置。方法 获得远志叶绿体基因组序列,借助Ge Seq、Chloroplot、MISA、REPute、Tandem repeats finder、CodonW、Geneious、IRscope、MAFFT7和IQtree2.0.5等生物信息学工具进行序列分析、密码子偏好分析、远志属基因组比较分析和系统发育研究。结果 远志的叶绿体基因组全长165 423 bp,为典型的环状四段式结构;包括1个大单拷贝区（large single copy,LSC;83 699 bp）,1个小单拷贝区（small single copy,SSC;8044 bp）和1对反向重复区（inverted repeats,IRs;36 840 bp）,该基因组共注释到135个基因,包括8个rRNA基因、38个tRNA基因和89个蛋白编码基因。该基因组中共检测到161个SSR位点,223条散在重复序列,90条串联重复序列;亮氨酸（Leu）是远志叶绿体基因组中使用次数最高的氨基酸（10.21%）,同义密码子相对使用频次（RS...     

蒙古黄芪叶绿体全基因组特征解析及亲缘性分析

目的 以蒙古黄芪Astragalus membranaceus var. mongholicus为材料,解析其叶绿体基因组的序列特征,并进行系统发育分析。方法 利用Illumina NovaSeq测序平台对蒙古黄芪叶绿体全基因组进行测序,完成其组装、注释、特征分析,构建系统发育树。结果 蒙古黄芪叶绿体基因组全长为123 349 bp,GC含量为34.09%,由于缺失反向重复IR区,Circos图呈现出非典型四分体结构,属于IRLC群体。获得注释基因109个,其中蛋白编码基因76个,rRNA基因4个,tRNA基因29个。蒙古黄芪叶绿体基因组的密码子偏好性较弱,密码子偏向使用A碱基和U碱基。MISA检测出263个SSR位点,以A/T重复为主;叶绿体全基因组比较分析可知17种豆科植物叶绿体基因组的基因区间组成差异较小;但trnF-GAA～trnTUGU、trnfM-CUA～psbC、trnE～trnD、psbM～rpoB、ycf1和ycf2等编码区存在差异性;系统发育树显示,蒙古黄芪与胶黄芪A. gummifer聚为一类,与阿纳卡黄芪A. nakaianus、膜荚黄芪A. membranac...     

栽培奇楠沉香叶绿体基因组特征及系统发育分析北大核心CSCD

以栽培奇楠沉香“糖结”叶片为材料,利用高通量测序技术获取其叶绿体基因组,并结合NCBI下载的12个沉香属叶绿体基因组,采用生物信息学方法明确其叶绿体基因组特征及系统发育关系。结果表明,栽培奇楠沉香“糖结”的叶绿体基因组序列长度为174 909 bp,GC量为36.7%,共注释基因136个,其中蛋白质编码基因为90个、tRNA为38个、rRNA为8个。重复序列分析共检测得到80个SSR和124个长重复序列,其中,SSR大部分由A和T碱基重复组成。密码子偏好性分析结果表明AUU是使用次数最多的密码子,密码子倾向使用A和U结尾。沉香属叶绿体基因组比较分析显示,IR区边界相对保守,共获得5个高变异区域:trnD-trnY、trnT-trnL、trnF-ndhJ、petA-cemA、rpl32,可作为潜在的沉香属特异性DNA条形码。选择压力分析结果表明rbcL、rps11、rpl32基因参与正向选择。系统发育分析结果显示栽培奇楠沉香“糖结”和白木香聚为一支(支持率100%),支持国产奇楠沉香种质基原植物为白木香。该研究得到的叶绿体基因组数据可为栽培奇楠沉香的遗传多样性研究和沉香属分子鉴定奠定基础。     

安徽岳西野生茅苍术叶绿体全基因组测序及系统发育研究

基于高通量测序技术获得安徽岳西产野生茅苍术Atractylodes lancea叶绿体全基因组序列，进行叶绿体全基因组结构及特征分析，为研究茅苍术的物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护奠定了基础。使用改良的CTAB方法提取茅苍术的DNA;采用高通量测序技术进行测序，利用metaSPAdes进行组装，利用CPGAVAS2进行注释；利用生物信息学方法对茅苍术叶绿体基因组进行重复单元分析、IR边界分析、密码子偏性分析和系统发育树分析。获得茅苍术叶绿体全基因组的全长为153 178 bp,包含1个84 226 bp的大单拷贝区(large single copy, LSC)和1个18 658 bp的小单拷贝区(small single copy, SSC),它们被2个25 147 bp的反向重复序列(inverted repeat sequence, IRs)隔开。茅苍术叶绿体基因组的GC量为37.7%,可编码注释124个基因，包含87个蛋白质编码基因、29个tRNA基因和8个rRNA基因。其具有26 287个密码子，可编码20种氨基酸。系统进化分析表明，苍术属的植物聚为一个分支结构，其中茅苍术...     

基于高通量测序的菜头肾叶绿体基因组的组装及序列分析

目的以药用植物菜头肾Championella sarcorrhiza为材料,对其叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展菜头肾遗传与鉴定学研究奠定基础。方法采用高通量测序技术首次对菜头肾叶绿体基因组进行测序,以板蓝叶绿体基因组为参考,进行特征分析和聚类关系研究。结果生物信息学分析表明,菜头肾叶绿体基因组总长为144 713 bp,具有典型的被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,GC含量为38.35%;共注释得到129个基因,包括84个蛋白编码基因,37个tRNA基因和8个rRNA基因;蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基。系统发育研究表明,菜头肾与板蓝亲缘关系最近,提示它们在进化上具有共线性。结论建立了适于菜头肾植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,为菜头肾的鉴定、系统发育研究奠定了基础。     

卵叶远志叶绿体基因组序列特征与系统发育分析

目的 解析卵叶远志Polygala sibirica叶绿体因组的序列特征和系统发育关系。方法 利用CTAB法提取卵叶远志叶片基因组DNA，通过IlluminaHi Seq平台测序，再用Get Cellelle组装叶绿体基因组，通过MEGA11构建邻接法（neighbor-joining,NJ法）系统发育树。结果 卵叶远志的叶绿体基因组全长165192bp,GC含量为36.70%，共编码124个基因，其中包含8个rRNA基因、42个tRNA基因和74个蛋白编码基因；相对同义密码子使用度显示，67.29%的密码子的使用度>1，密码子偏好A、T结尾；共检测到287个简单重复序列（simple sequence repeats,SSR），其中以单核苷酸重复次数最多，占80.61%，单核苷酸主要由A和T组成，这表明在碱基形成过程中A和T被频繁使用；边界分析显示，9种远志属植物叶绿体基因组边界较为稳定，卵叶远志、香港远志P. hongkongensis、远志P. tenuifolia、瓜子金P. japonica和合叶草P. subopposite基因结构存在相似性；变异分析显示，9种远志属...     

基于PacBio测序的对叶百部叶绿体基因组结构及系统发育分析

目的：获得对叶百部Stemona tuberosa高质量叶绿体基因组信息,明确其结构、序列特征,同时确定对叶百部的系统发育地位。方法：采用Illumina NovaSeq 6000和PacBio RSⅡ平台对对叶百部分别进行建库测序,利用生物信息软件将2个测序平台的数据进行混合组装和碱基校正,最终获得高质量叶绿体基因组,随后对其序列特征、重复序列、基因多样性和系统发育进行分析。结果：对叶百部叶绿体基因组大小为154 379 bp,叶绿体基因组结构为典型环状四段式,1对27 074 bp的反向重复区（IR）,1个大小为17 924 bp的小单拷贝区（SSC）和1个82 307 bp的大单拷贝区（LSC）,平均鸟嘌呤和肥嘧啶所占的比率（GC）含量为37.86%;共注释得到121个基因,包括30个tRNA基因,4个rRNA基因和87蛋白编码基因,其中6个tRNA基因和12个蛋白质编码基因中存在内含子;对叶百部叶绿体基因组中共发现49个长重复序列和59个单核苷酸简单重复序列（SSR）;4个百部属的叶绿体基因组比较分析表明ycf1和ndhF基因具有高度多样性;基于叶绿体基因组构建的系统发育树与对...     

多叶勾儿茶叶绿体基因组比较分析及系统发育研究

目的 研究勾儿茶属药用植物多叶勾儿茶Berchemia polyphylla及变种光枝勾儿茶B. polyphylla var. leioclada叶绿体基因组成及结构特征,同时为勾儿茶属系统发育及进化研究提供参考。方法 基于Illumina平台对勾儿茶属药用植物多叶勾儿茶及变种光枝勾儿茶进行叶绿体基因组测序,利用生物信息学对其序列进行组装、注释和特征分析,与同科小勾儿茶属、枣属、枳椇属、鼠李属、冀核果属等的叶绿体全基因组进行比较分析,确定其在鼠李科植物中系统发育位置。结果 多叶勾儿茶和光枝勾儿茶叶绿体基因组具有典型环状四分体结构,全长分别为161 185、161 210 bp,注释得到131个基因,其中蛋白质编码基因86个,37个tRNA基因和8个rRNA基因。勾儿茶属与鼠李科其它药用植物比较基因组学分析表明,勾儿茶属叶绿体基因组具有较高的保守性,叶绿体基因组之间没有重排或倒置,IR区序列变异最低,LSC区的变异程度最高,其中ndhA、ycf1、ycf3、rpl16、clpP以及atpF等基因的编码区存在差异,这些位点为勾儿茶分子鉴定提供新位点。系统发育树表明勾儿茶属与鼠李属及翼核果...     

红花变豆菜叶绿体基因组组装与序列特征分析研究

目的 以红花变豆菜Sanicula rubriflora新鲜叶片为试验材料,通过高通量测序手段,对其叶绿体基因组进行组装和序列特征分析,为进一步开展变豆菜属植物的进化和遗传发育提供指导方法。方法 实验流程按照Illumina公司提供的标准操作流程执行,包括样品质量检测、文库构建、文库质量检测和文库测序等流程,使用已报道的变豆菜Sanicula chinensis的叶绿体基因组作为参考序列,得到红花变豆菜完整的叶绿体基因组序列并对其进行组装、特征序列分析和进化分析。结果 红花变豆菜叶绿体基因组具有典型的环状四分体结构,长度155700bp,包括1个大的单拷贝区(large single copy,LSC,85979bp),1个小的单拷贝区(small single copy,SSC,17053bp),1对相反的序列(inverted repeats sequence,IR,26333bp);共注释到130个基因,其中蛋白编码的基因86个,tRNA基因36个,rRNA基因8个,AT含量占叶绿体基因组的61.83%;共检测到1个正向长重复序列(forward repeat sequence),3个回文长重复序列(palindromic repeat sequence);此外,还检测到了168个简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)位点;与蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,编码异亮氨酸的密码子(I)使用次数最高,编码半胱氨酸的密码子(C)使用次数最低;最后与7种已报道的伞形科植物叶绿体基因组和2个外类群物种通过最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统发育树,发现红花变豆菜与变豆菜和直刺变豆菜亲缘关系最为密切。结论 红花变豆菜的叶绿体基因组数据为伞形科植物研究提供了更为详细完善的资料,为该物种叶绿体基因工程和系统进化分析提供参考依据。     

细辛叶绿体基因组结构特征与系统进化分析

目的 以细辛药材为材料，采用高通量测序和生物信息学技术组装完整的叶绿体基因组序列，明确其结构特征、系统发育位置。方法 基于Illumina测序平台对细辛叶绿体基因组序列进行结构特征分析；同时，采用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建马兜铃科的系统发育关系。结果 华细辛和辽细辛叶绿体基因组全长为160 521～160 555 bp，表现出典型的四分体结构，且两者叶绿体基因组GC含量均为38.5%。细辛叶绿体基因组包含128个基因，其中85个蛋白质编码基因，34个t RNA基因，8个r RNA基因。此外，系统发育分析结果显示，基于完整的叶绿体基因组和蛋白编码数据集构建的拓扑树一致，细辛属物种和马蹄香属物种形成一个支持率的单系分支。结论 细辛叶绿体基因组测序、组装、结构特征分析，发现其大小介于Asarum bracteolata和A. sieboldii var. seoulense之间，IR区存在rpl16、rps19、ycf1、rpl23等基因扩张，研究结果丰富了细辛属植物遗传资源，为该属物种分子鉴定、系统发育以及野生资源保护与开发利用等研究提供理论基础。     

桔梗叶绿体比较基因组学分析及系统发育研究

目的 以桔梗Platycodon grandiflorus为材料,分析其叶绿体基因组特征,探究不同地区桔梗叶绿体基因组的差异及桔梗科其他物种的系统发育关系。方法 利用Illumina NovaSeq测序平台对桔梗叶绿体全基因组进行测序,完成其组装、注释和特征分析,采用生物信息学方法对不同地区桔梗进行比较基因组分析和系统发育分析。结果 桔梗叶绿体基因组全长172 770 bp,呈现典型的环状四分体结构,总GC含量为38.10%,注释到139个基因,其中蛋白质编码基因95个,核糖体RNA 8个和转运RNA 36个。经序列分析鉴定出139个SSR位点,大部分重复由A和T组成。该叶绿体基因组密码子偏好性A/U大于G/C。边界分析表明,不同地区桔梗的JLA边界区域存在差异。对比不同地区桔梗叶绿体基因组序列发现21个变异区间,包括ycf1、psbC、rps18和rpoB等编码区以及rpl32-trnL、trnS-psbZ和trnN-ycf1等非编码区。基于最大似然法（maximum likelihood method,ML）对桔梗及其他17种桔梗科植物进行系统发育分析,发现桔梗科物种形成一个单系群,各属物种聚为一束,支持率达100%。结论 桔梗科物种聚为一支与传统相符合,不同地区桔梗叶绿体基因组序列存在显著差异,为后期开展分子鉴定及群体遗传学研究提供提供科学依据。     

基于RNA-seq的银线草转录组分析

目的获得银线草Chloranthusjaponicus根茎转录组信息特征。方法用高通量测序平台IlluminaHiSeq TM2000150PE进行银线草根茎转录组测序分析。结果转录组测序共获得68458750条高质量序列(cleanreads),Trinitydenovo组装获得56 096个unigenes,平均长度801 nt。BLAST分析显示分别有25 773(45.94%)、17 801(31.73%)、16 082(28.67%)、9649(17.20%)个unigenes在NR、Swiss-port、KOG、KEGG数据库得到注释信息,可归为GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类40分支,涉及131个KEGG标准代谢通路,其中包括16个次生代谢标准通路。进一步分析获得170个基因参与单萜、二萜、倍半萜、三萜等萜类化合物生物合成通路。同时,转录组预测编码蛋白框序列1 887个;高等植物转录因子54个家族。借助MISA软件发现8 987个简单重复序列(SSRs),二碱基重复SSRs数量最丰富,有5 948个,出现频率为66.2%,五碱基重复SSRs相对较少,占1.3%。结论基于RNA-seq分析获得银线草根茎转录组信息特征及萜类合成代谢通路关键基因,为后期银线草活性成分次生代谢途径解析及调控研究奠定基础。     

草果叶绿体基因组特征及系统发育分析

目的明确草果Amomumtsao-ko叶绿体基因组结构特征及其在姜科的进化地位。方法利用IlluminaHiseq4000测序平台对草果叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,并以绿苞闭鞘姜为外类群,通过MEGA6软件构建ML系统发育树,分析姜科物种间系统发育关系。结果草果叶绿体基因组全长163 648 bp,鸟嘌呤和胞嘧啶含量(guanine-cytosine content,GC)为36.0%,包括一对29 776 bp的反向重复区(IRs)、一个大单拷贝区(LSC,88 741 bp)和一个小单拷贝区(SSC,15 355 bp);共注释得到113个基因,包括4个rRNA基因、30个t RNA基因和79个蛋白编码基因;在草果叶绿体基因组中共检测到123个SSR位点,大部分SSR均由A和T组成;豆蔻属物种叶绿体基因组大小和结构相似,IR边界高度保守;聚类分析显示草果与豆蔻属的海南砂A.longiligulare、阳春砂A.villosum、绿壳砂A.villosum var. xanthioides、爪哇白豆蔻A. compactum和白豆蔻A. kravanh亲缘关系最近;适应性进化分析发现rpl20、rps11、ccsA、clpP、ycf1和ycf2 6个基因在进化过程中被正向选择。结论获得了完整的草果叶绿体基因组序列,明确了姜科物种间的亲缘关系,为研究豆蔻属植物的系统进化及物种鉴定提供科学依据。