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...     

牛茄子叶绿体全基因组特征及系统发育分析

目的 以牛茄子Solanum capsicoides新鲜叶片为材料,对叶绿体基因组序列进行组装、注释和分析,探究牛茄子的序列特征和同属其他物种的系统发育关系。方法 基于Illumina HiSeq高通量测序,获得牛茄子完整叶绿体基因组序列,利用生物信息学方法进一步对其功能及特征、密码子偏好性、IR区域边界、核苷酸多样性、系统发育关系进行分析。结果 牛茄子叶绿体基因组全长为155 465 bp,为典型的四分体结构,总GC含量为37.85%,其中大单拷贝区、小单拷贝区和反向重复序列的长度分别为88 265、18 462、24 369 bp;共编码131个基因,包括86个蛋白编码基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因。简单重复序列检测表明,叶绿体基因组包括51个SSR位点,其中以A和T组成的单核苷酸重复次数最多,占45.1%。密码子偏好性分析表明,亮氨酸是使用频率最高的氨基酸,AUU是使用次数最多的密码子,密码子偏向使用A/U结尾。属内叶绿体基因组比较分析显示,IR边界区域相对保守,但仍存在部分基因扩张和收缩等现象;核苷酸多样性分析获得了4个高突变热点：trnQ-psbK、psbF-psbE、clpP、ycf1,可作为物种鉴定和遗传多样性研究的潜在特征。系统发育分析显示牛茄子和喀西茄的亲缘关系更近,存在姐妹关系。结论 牛茄子叶绿体基因组的组装和系统发育分析,为茄属植物的分类和群体间遗传多样性的研究提供理论依据。     

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。     

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...     

单叶铁线莲叶绿体基因组的序列特征与系统发育分析

目的 以药用植物单叶铁线莲Clematishenryi叶片为材料,在高通量测序、组装和序列分析的基础上,明确叶绿体因组的序列特征和系统发育关系。方法 利用CTAB法提取叶片基因组DNA,通过NovaSeq6000平台测序,再用NovoPlasty组装叶绿体基因组,借助PhyML生成系统发育树。结果 单叶铁线莲的叶绿体基因组全长159707bp,GC值为38.0%,大单拷贝区、小单拷贝区和反向重复序列的长度分别为79 449、18 100、31 079 bp;单叶铁线莲的叶绿体基因组总共有基因137个,其中蛋白质编码基因、tRNA、rRNA的数量分别为91、36、8,另有2个假基因,分别为Ψycf1和ΨinfA。序列比对结果表明,单叶铁线莲与牯牛铁线莲叶绿体基因组的相似性最高,达99.6%;共检测到41个SSR,其中40个为单核苷酸重复,1个为三核苷酸重复。系统发育分析结果表明,单叶铁线莲与牯牛铁线莲和大叶铁线莲聚于一组,支持率达100%。结论 单叶铁线莲叶绿体基因组的组装、序列分析和系统发育分析,为该药用植物的遗传结构和遗传多样性研究奠定了基础。     

锈毛钝果寄生叶绿体基因组的序列特征和系统发育分析

目的 以药用植物锈毛钝果寄生Taxilluslevinei为材料,在高通量测序、组装的基础上,明确叶绿体因组的结构、序列特征和系统发育关系。方法 利用SDS法提取基因组DNA,采用Illumina HiSeq X Ten进行高通量测序,用Novo Plasty组装叶绿体基因组,借助PhyML生成系统发育树。结果 锈毛钝果寄生的叶绿体基因组全长为122 208 bp,GC值为37.3%,大单拷贝区（large single copy region,LSC）、小单拷贝区（small single copy region,SSC）和反向重复区（inverted repeat region,IR）的长度分别为70 522、6084和22 801 bp;锈毛钝果寄生的叶绿体基因组共有基因108个,其中的编码蛋白基因、t RNA与r RNA分别为66、29和8个,另有5个假基因;inf A基因、所有的ndh基因及6个t RNA发生丢失。序列比对结果表明,锈毛钝果寄生与桑寄生T. sutchuenensis (Lecomte) Danser叶绿体基因组之间的相似性最高,达96.7%。系统发育分析结果...     

百合属药用植物叶绿体基因组密码子偏好性及系统发育研究

目的 探究百合属Lilium药用植物叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素,为百合属药用植物育种提供理论参考。方法 使用CodonW1.4.2、CUSP、SPSS等软件分析9种百合属药用植物的密码子偏好性。结果 9种百合属植物密码子不同位点的GC含量均小于0.5,且GC1＞GC2＞GC3;其有效密码子数值均大于45。共筛选到21个最优密码子,其中有20个以A/U碱基结尾。PR2-plot分析、ENC-plot分析和中性绘图分析显示,百合属叶绿体基因组密码子偏好性主要受自然选择影响,同时也受突变因素影响。叶绿体蛋白编码序列的系统发育树和相对同义密码子使用度值的聚类分析结果,均支持渥丹Lilium concolor从钟花组独立归并到卷瓣组。结论 9种百合属植物叶绿体基因组密码子偏好性较弱,自然选择是影响密码子偏好性形成的主要因素,渥丹归入卷瓣组更合理。     

露兜树叶绿体基因组结构与序列特征分析

目的 明确露兜树Pandanus tectorius Soland叶绿体基因组的结构、序列特征和系统进化关系。方法 以露兜树叶片总DNA为材料,采用illumina NovaSeq高通量测序列平台进行叶绿体基因组测序,利用生物信息学工具对其进行组装、注释和特征分析,并基于最大似然法构建系统进化树。结果 露兜树叶绿体基因组呈典型的环状四分体结构,全长为157 747 bp,其中大单拷贝区的长度为85 929 bp,小单拷贝区的长度为17 992 bp,两个反向互补区的长度则均为26 913 bp。共含有131个基因,其中蛋白编码基因85个,核糖体RNA基因8个,转运RNA基因38个。露兜树叶绿体基因组密码子偏向使用A或T碱基结尾;共检测到144个简单重复序列,其中以A或T碱基的单核苷酸重复为主。基于叶绿体基因组序列的系统进化分析显示露兜树与同目植物巴拿马草同源性较高。结论 获得了露兜树叶绿体基因组序列及其特征信息,为该药用植物的分子标记开发和遗传多样性研究奠定了基础。     

射干叶绿体基因组结构、序列特征与系统发育分析

目的 以射干Belamcanda chinensis为材料,在测序、组装获得叶绿体基因组的基础上,明确其结构、序列特征及系统发育关系.方法 利用PE150双末端策略进行建库测序,用NOVOPlasty组装完整的叶绿体基因组,经PCR验证边界,借助生物信息学工具进行序列分析和系统发育研究.结果 射干的叶绿体基因组全长为1...     

毛重楼叶绿体基因组序列特征及其系统发育分析

目的 获取毛重楼Paris mairei叶绿体基因组信息特征并对其系统位置进行研究.方法 采用Illumination测序技术对毛重楼叶绿体基因组进行测序,对其进行组装、注释和特征分析,并构建最大似然(maximum likelihood,ML)系统发育树.结果 毛重楼叶绿体基因组大小为163 918 bp,总GC含量...     

药用植物萹蓄叶绿体基因组特征与系统进化分析

目的 以药用植物萹蓄Polygonumaviculare为材料,利用高通量技术测定基因组DNA序列,对叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展药用植物萹蓄的群体遗传学和遗传多样性研究奠定基础。方法 利用华大MGISEQ-2000PE150测序平台,双末端测序策略对其全基因组DNA建库测序,测定萹蓄的基因组DNA序列,用NOVO Plasty组装叶绿体基因组,采用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建系统进化树。结果 萹蓄叶绿体基因组全长为163 461 bp,GC值37.5%,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区（large single copy region,LSC）、1对反向重复区（inverted repeats,IR）和1个短单拷贝区（small single copy,SSC）,序列长度分别为88 023、31 066、13 306 bp。萹蓄的叶绿体基因组共有130个基因,其中编码蛋白基因、r RNA基因与t RNA基因的数量分别为83、8、37个。系统进化分析表明,萹蓄与木蓼属的额河木蓼构成一单系分支,具有100%支持率。结论 萹蓄隶属...     

红花不同花色变异类型叶绿体基因组特征与系统进化分析

目的 以红花Carthamus tinctorius不同花色变异类型为材料,比较分析其叶绿体基因组结构及其与近缘类群的系统发育关系,为中药材红花种质资源鉴定和群体遗传学研究奠定基础。方法 利用华大MGISEQ-2000PE150测序平台,双末端测序策略对红花不同花色类型全基因组DNA建库测序,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,采用最大似然法(maximum Likelihood,ML)构建系统进化树。结果 红花3种花色变异类型叶绿体基因组全长均为153 114 bp,完全一致,GC值均为37.8%,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区(large single copy region,LSC)、1对反向重复区(inverted repeats,IR)和1个短单拷贝区(small single copy,SSC),4个区序列长度分别为84 128、25 194、18 598 bp。红花的叶绿体基因组均有130个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量均为84、8、38个。系统进化分析表明,红花3种花色变异类型聚在一支,与菜蓟族的铺散矢车菊构成一单系分支,具有100%支持率。结论 叶绿体基因组数据支持红花3种花色变异类型来源为同一种,药用植物红花(所在红花属)隶属于菊科菜蓟族的矢车菊亚族。     

黄背草与2种菅属植物叶绿体基因组特征比较及系统发育分析

目的 以黄背草Themeda japonica为试验材料,比较分析其与阿拉伯黄背草T. triandra、中华菅T. quadrivalvis2种同属植物的叶绿体基因组特征及其与近缘物种的系统发育关系。方法 采用Illumina HiSeq高通量测序平台首次对黄背草叶绿体基因组进行测序,使用SPAdes和CpGAVAS2分别对其进行组装和注释,并用Codon W、DnaSP和MISA等对其与2种同属植物进行一系列比较基因组分析,利用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建系统进化树。结果 3个叶绿体基因组全长为138 735～138 961 bp,具有典型的四分体结构,共注释出129个基因;黄背草与其同属的2个物种相比,反向重复区（inverted repeats,IR）收缩了2132 bp,大单拷贝区（large single copy region,LSC）扩张了约4000 bp,而小单拷贝区（small single copy region,SSC）变化不大。密码子偏好性分析显示,3个叶绿体基因组相对丰度最大和最小的密码子都相同,同义密码子相对使用丰度略有不同...     

远志bZIP基因家族的鉴定及表达分析

目的 鉴定远志Polygala tenuifolia bZIP基因,为远志抗逆性改良及次生代谢调控研究提供参考。方法 基于远志三代全长转录组数据库,采用生物信息学方法对远志bZIP基因家族成员进行鉴定和分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析其在不同组织及处理中的表达特性。结果 共鉴定得到27个含有特征性保守结构域的PtbZIP基因,编码蛋白质的氨基酸数量为143 aa（PtbZIP24）～846 aa（PtbZIP9）,相对分子质量范围为16201.52～92932.30,等电点（pI）介于4.59～9.69,其中25个家族成员为不稳定蛋白,所有家族成员均为亲水性蛋白。蛋白二级结构主要由α螺旋和无规卷曲构成,均无信号肽,存在多种互作现象。进化树分析将27个PtbZIP蛋白分为A、B、C、D、F、G、I、S 8个亚组,其中G亚组含有PtbZIP家族成员数量最多（共有8个）,占总数的29.63%,没有PtbZIP基因被归类到E和K组。PtbZIP家族基因的密码子偏好性较弱,适应性较弱。表达模式分析显示,PtbZIP4/15在叶中的表达量最高,茎和根次之;PtbZIP8/24在茎中的表达量最高,叶和根次之;PtbZIP1/17的表达量为根＞叶＞茎;其余21个的表达模式均为根＞茎＞叶。qPCR结果表明,PtbZIP26基因受脱落酸、壳聚糖的诱导,且能显著应答干旱和盐胁迫。结论 鉴定了远志bZIP家族基因及其分子特征,为进一步研究PtbZIP基因在调控远志发育及次生代谢物合成方面的生物学功能奠定基础。     

洋金花与木本曼陀罗叶绿体基因组特征与系统进化分析

目的 以洋金花Datura metel和木本曼陀罗Brugmansia arborea为材料,分析其叶绿体基因组结构和特征,基于叶绿体组数据探讨洋金花和木本曼陀罗及茄科其他物种的系统发育关系。方法 利用华大MGISEQ-2000PE150测序平台,双末端测序策略对基因组DNA建库测序,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,采用最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统进化树。结果 洋金花和木本曼陀罗的叶绿体基因组全长为155934bp和155939bp,分别包含131和130个基因,GC值32.3%,具有典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区(large single copy,LSC)、1对反向重复区(inverted repeats,IR)和1个小单拷贝区(small single copy,SSC),各区域序列长度分别为86354、86278、25609、25720、18362、18221bp。系统发育分析表明,洋金花与曼陀罗属的曼陀罗构成1单系分支,具有100%支持率,而木本曼陀罗属与曼陀罗属构成单系分支,具有100%支持率。结论 结果支持洋金花隶属于曼陀罗属,与曼陀罗亲缘关系较近,木本的木曼陀罗属从曼陀罗属分出,独立为一个属。洋金花和木本曼陀罗叶绿体基因组信息为后期分子鉴定和群体遗传研究奠定基础。     

远志花粉活力与柱头可授性分析

目的:研究远志花粉活力和柱头可授性,以期为远志的有性繁殖和杂交育种工作研究提供科学依据。方法:用I2-KI法,2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)法测定不同开花天数(开花前一天、第1天、第2天、第3天、第4天、第5天、第6天、第7天、第8天)的远志花粉活力变化,并比较2种染色方法对远志花粉活力的染色效果。用I2-KI法分别测定1 d中不同时间段的远志花粉活力、不同贮藏方法(湿法保存的花朵和干法保存的花朵)的远志花粉活力及不同贮藏条件(4,26,-20,-80℃)条件下贮藏不同时间(2,4,8,24,48,72 h)远志花粉活力。用联苯胺-过氧化氢法测定其柱头可授性。结果:(1)远志的花粉活力随着散粉时间的延长而逐渐降低,在开花后第4天花粉活力最高;(2)在一天8:00~18:00中,10:00~16:00的花粉活力较强;(3)干燥花粉在-20℃贮藏的条件下能延长花粉的贮藏时间;(4)开花后第5天柱头可授性最强。结论:可以采集花后第4天的花粉对花后第5天的柱头进行人工授粉杂交,为远志良种选育提供理论依据。     

远志药材UPLC指纹图谱及多指标性成分测定方法的建立

目的建立远志药材UPLC指纹图谱及多指标性成分测定的方法,用于不同规格等级远志药材的质量评价。方法采用UPLC法,建立不同规格等级远志药材的指纹图谱,并测定远志药材中sibiricose A5、sibiricose A6、lancerin、sibiricoxanthone B、glomeratose A、7-O-methyl mangiferin、polygalaxanthone Ⅲ、3,6′-disinapoyl sucrose、tenuifoliside A、tenuifoliside C 10种指标性成分的含量,同时建立综合质量评价函数。结果建立的指纹图谱及含量测定方法符合方法学要求,指纹图谱共标定37个共有峰,指认出其中22个峰;不同规格等级远志药材样品间的相似度在0.927~0.971;10种指标性成分含量均有不同程度的差异,综合质量评价函数表明大筒远志药材样品的整体质量优于中筒远志药材样品,野生远志药材样品的整体质量优于栽培品。结论建立的指纹图谱结合多指标成分测定的方法可用于远志药材样品的综合质量评价。