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。     

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。     

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...     

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。     

栽培与野生茅苍术质量比较研究

本文通过对一年生栽培及野生茅苍术的原植物形态、药材性状、组织特征、粉末特征、化学成分等方面的比较研究,结果表明栽培茅苍术与野生品的质量基本一致,为推广应用人工栽培茅苍术提供依据.     

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。     

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...     

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。     

忍冬属囊管组植物叶绿体基因组进化分析

目的 揭示忍冬属囊管组16种植物叶绿体基因组特征及系统发育关系。方法 以16种囊管组植物为研究材料,利用CodonW、EMBOSS、Excel等软件分析其叶绿体基因组密码子使用偏好性;利用IRscope、mVISTA、DNAsp进行叶绿体基因组比较分析;利用PhyloSuite基于最大似然法及贝叶斯法2种方法构建系统发育树。结果 结果显示ENC值为46.54～47.37,均大于35,密码子偏好性较弱。GC_all含量范围为38.92%～39.22%,均小于40%,具有明显的A/U偏好性,且GC₁＞GC₂＞GC₃,密码子第3位碱基以A/U为主。通过中性绘图、ENC-plot及PR2-plot分析,发现影响密码子使用偏好性的主要因素是自然选择。筛选出最优密码子7个,且密码子第3位均以A/U结尾。16种囊管组植物中均出现ycf1假基因。IR边界保守,差异较小。变异主要集中在非编码区,且单拷贝区域核苷酸多态性大于反向重复区域,存在更多的变异位点。系统发育分析结果显示,红花亚组与紫花亚组内物种系统发育位置与《中国植物志》存在差异。结论 揭示了影响忍冬属囊管组植物密码子偏好性的因素。结合叶绿体基因组比较分析,系统发育分析,有助于进一步理解忍冬属植物的进化和适应机制。     

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。     

枸杞叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的 探究枸杞密码子的使用模式及影响因素。方法 基于中国枸杞Lycium chinense、黄果枸杞L. barbarum和白果枸杞L. ruthenicum的叶绿体基因组,利用CodonW 1.4.2软件、Python软件和Excel软件等分析枸杞密码子使用偏性。结果 3个枸杞叶绿体基因组具有相似的密码子使用模式,密码子第3位碱基平均GC含量为25.68%～25.77%;3个枸杞的ENC值均在35以上,表明枸杞叶绿体基因组密码子偏性较弱。ENC-plot、PR2-plot和中性分析结果显示枸杞叶绿体基因组密码子偏性主要受自然选择影响。基于相对同义密码子分析,枸杞植物中共有最优密码子13个。结论 枸杞叶绿体基因组密码子第3位碱基主要以A/T结尾,且密码子偏性主要受自然选择的影响。通过对枸杞植物的聚类分析,揭示了枸杞植物的遗传关系以及枸杞植物密码子使用模式的影响因素,为后续探究枸杞植物的系统发育提供参考。     

刺果甘草全基因组Survey及叶绿体基因组特征分析＊

目的 基于基因组Survey分析对刺果甘草Glycyrrhiza pallidiflora Maxim.基因组大小和杂合率进行估计，并通过叶绿体基因组序列特征对其在甘草属Glycyrrhiza L.中的系统发育位置进行研究。方法 使用二代测序技术对刺果甘草进行测序，采用K-mer方法对测序reads进行分析，估算刺果甘草基因组大小和杂合率，使用生物信息学方法进行叶绿体基因组组装、注释和系统发育分析。结果 Survey分析结果显示其基因组大小约为577.82 Mb，杂合度约为0.31%，重复序列比例约为53.72%。叶绿体基因组长度为127，267 bp，不具有典型的四分体结构，总GC含量为34.32%，包含110个基因，其中76个蛋白质编码基因，30个tRNA基因和4个rRNA基因。系统发育分析表明，刺果甘草与圆果甘草G. squamulosa Franch.亲缘较接近。结论 刺果甘草存在低杂合和重复序列较多的特点，为了更好地对全基因组进行序列拼接和组装，可尝试采用三代测序结合二代测序的分析策略进行基因组组装；刺果甘草叶绿体全基因组比对和系统发育分析，为后续开展甘草属遗传多样性研究和分子鉴定标记筛选提供了重要依据。     

小檗属植物叶绿体基因组序列结构及系统发育分析

目的 了解小檗属植物叶绿体基因组成及结构特征,为小檗属的系统发育及基因组进化研究提供参考.方法 获取小檗属9个物种的叶绿体基因组,利用生物信息学方法比较叶绿体基因组间的结构特征与变异程度,并以小檗科的桃儿七属3个物种的叶绿体基因组为外类群分析了小檗属的系统发育关系.结果 小檗属9个种的叶绿体基因组均为双链环形结构,均包...     

濒危紫皮石斛叶绿体基因组结构及系统发育分析

目的 解析紫皮石斛Dendrobium devonianum叶绿体基因组特征,并探讨石斛属系统发育关系。方法 采用Illumina技术对紫皮石斛进行测序,对其叶绿体基因组进行组装、注释和分析,并基于共有编码基因序列构建系统发育树。结果 紫皮石斛叶绿体基因大小为146 493 bp,总GC含量为37.4%;其大单拷贝区、小单拷贝区长度分别为84 932、13 036 bp,反向互补重复区为24 263 bp;共编码118个基因,包括72个蛋白质编码基因,38个tRNA基因和8个rRNA基因。密码子偏好分析表明,亮氨酸是紫皮石斛叶绿体基因组中使用频次最高的氨基酸。系统发育分析表明,紫皮石斛未形成单系,与兜唇石斛D.aphyllum构成姊妹关系;瘦轴组的重唇石斛D.hercoglossum和钩状石斛D.aduncum与石斛组其他物种聚为一支。结论 紫皮石斛叶绿体基因组呈典型四分体结构,其与兜唇石斛亲缘关系最近;瘦轴组的重唇石斛和钩状石斛与石斛组亲缘关系更近,并入石斛组更合理。     

蒙山野生苍术与茅苍术、北苍术的鉴别比较

目的:研究蒙山苍术的种属来源及质量。方法:采用基原鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定等方法进行比较。结果:基原特征为上部叶3裂,下部叶不裂;显微特征为木栓细胞间有一层石细胞环带,草酸钙针晶众多,网纹导管较多,偶见环纹导管。结论:蒙山苍术与《中国药典》所载茅苍术和北苍术的鉴别特征均有差别,但接近茅苍术。     

肉苁蓉属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的 明确肉苁蓉属药用植物叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素。方法 以肉苁蓉Cistanche deserticola、盐生肉苁蓉C. salsa、沙苁蓉C. sinensis和管花肉苁蓉C. tubulosa为研究材料,利用CUSP在线软件、CodonW 1.4.2、SPSS、Microsoft Excel等软件分析其基因密码子使用偏性参数。结果 4个肉苁蓉属植物叶绿体基因组的密码子使用模式相似,密码子均以第3位碱基A/T结尾且密码子使用更偏向A/T碱基;4个物种的有效密码子数值（effective number of codon,ENC）均大于35,说明肉苁蓉属物种叶绿体基因密码子偏好性较弱。中性绘图分析、有效密码字数（ENC-plot）分析、奇偶偏好性（PR2-plot）分析和对应性分析的结果均说明自然选择是影响肉苁蓉属叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素。利用同义密码子的相对使用频率（relative synonymous codon usage,RSCU）值筛选出肉苁蓉属4个物种共同拥有4个最优密码子。结论 对肉苁蓉属4个物种叶绿体基因组密码子使用偏性进行分析,揭示了影响其密...     

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...     

金铁锁叶绿体基因组序列及其系统发育分析

目的解析金铁锁叶绿体基因组结构和确定其在石竹科的系统位置。方法基于二代测序技术IlluminaHiseq平台,对金铁锁叶绿体基因组进行测序,使用生物信息学分析软件进行组装和注释,并以苋科植物千穗谷为外类群,通过RAxM L 8.2.11软件构建ML系统发育树,分析石竹科属间的亲缘关系。结果金铁锁叶绿体基因组总长为153977bp。LSC和SSC区被2个反向重复区域IRs隔开,其大小分别为84 385、17 526、26 033 bp。除去重复后,共编码109个基因,包含75个PCGs,30个tR NA和4个rR NA基因。总的CG含量为36.5%,IR区(42.4%)GC含量明显高于LSC(34.2%)和SSC(30.1%)区。在系统进化树中,金铁锁与长萼瞿麦互为姊妹类群,且各节点的支持率较高,能够清晰反映属间的亲缘关系。结论本研究对金铁锁叶绿体基因组结构进行了解析,并探讨了石竹科属间系统发育关系,为金铁锁种质资源综合评价、系统进化等研究提供有效的科学数据。     

刺五加叶绿体基因组密码子的用法分析

目的:分析刺五加叶绿体基因组密码子的使用方式及其影响因素.方法:以刺五加叶绿体基因组的52条编码基因为材料,利用CodonW和SPSS软件进行多元统计分析和对应性分析.结果:刺五加叶绿体基因组密码子3个位置GC的量依次为46.46％,38.26％,29.88％,其中GC1与GC2呈极显著相关关系(P＜0.01),GC12与GC,的相关系数为0.205,未达到显著水平.同义密码子的相对使用频率(relative synonymous codon usage,RSCU)＞1的密码子共30个,其中29个以A或T碱基结尾.对应性分析的结果表明:第1轴显示了10.35％的差异,与有效密码子数(effective number of codons,ENC)和GC3显著相关,相关系数分别为-0.288,0.353;确定了刺五加叶绿体基因组的16个最优密码子.结论:刺五加叶绿体密码子第3位偏好以A或T碱基结尾,密码子使用模式受选择和突变及其他因素共同影响,其中选择的作用略大.     

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。