基于高通量技术的唐古特大黄叶绿体全基因组测序及应用研究

目的 获得野生唐古特大黄叶绿体全基因组信息特征,并对相关物种亲缘关系进行研究。方法 本实验采用Illumina高通量测序技术构建了唐古特大黄叶绿体全基因组图谱。结果 唐古特大黄基因组大小为161 054 bp,大(LSC)、小(SSC)单拷贝区大小分别为86 441 bp和12 745 bp,反向互补重复区(IR)大小为30 934 bp,共注释叶绿体基因132个,包括88个蛋白编码基因,36个转运RNA基因和8个核糖体RNA基因,其中每个IR区19个。结论 选取唐古特大黄在内的7个蓼科物种、4个其他科物种构建系统发育树,形态极其相似的唐古特大黄与掌叶大黄在分子上亲缘关系也最近,但rpl32等基因存在差异位点,对有效区分近缘物种提供新依据。     

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。     

菜头肾的化学成分研究

 目的 研究菜头肾的化学成分。方法 应用色谱技术对石油醚、乙醇提取物进行分离,根据理化性质和波谱数据鉴定结构。结果 从中分离鉴定了9种成分,分别为hop-22(29)-ene（Ⅰ）、lupeo1（Ⅱ）、lup-20(29)-en-11,3β-diol（Ⅲ）、lup-20(29)-en-3-one（Ⅳ）、betulinic acid（Ⅴ）、(24R)-stigmast-7,22（E）-dien-3α-ol（Ⅵ）、(24R)-5α-stigmast-3,6-dione（Ⅶ）、β-sitosterol（Ⅷ）、3α-hydroxyhop-22(29)-ene（Ⅸ）。结论 这些化合物为首次从该植物中分离得到。     

不同产地巴戟天叶绿体基因组比较研究

目的以来自道地药材产区规范化种植基地的巴戟天叶绿体基因组为参考,通过对比不同产地巴戟天叶 绿体基因组的碱基变异和遗传距离的差异,探讨巴戟天药材的道地性。方法利用Illumina Hiseq 2500 测序平 台进行高通量测序,利用CMA V1.1.1 软件进行分析和组装叶绿体基因组,在基因注释的基础上,比对广东、 福建、广西和海南不同产地巴戟天叶绿体基因组碱基突变情况和遗传差异情况。结果与参考基因相比,广东 巴戟天群体叶绿体基因组相同,碱基差异数和遗传距离为0;福建巴戟天群体叶绿体基因组碱基差异数为4~ 16 个,遗传距离为0.026~0.126;广西巴戟天群体和海南巴戟天群体叶绿体基因组差异主要为集中在大单拷贝 区的单碱基突变和插入缺失突变,叶绿体基因组碱基差异数为71~81 个,遗传距离为0.470~0.536。结论优 良的种质资源是形成道地药材的重要遗传因素,种质资源包含的特定基因是形成道地药材的关键,该研究从基 因水平上证明了广东巴戟天种源稳定,广东巴戟天群体叶绿体基因变异少,显示出广东为巴戟天道地产区具有 科学性。不同产地的巴戟天叶绿体基因组碱基存在突变差异,这些差异可以为巴戟天的分子标记、遗传背景、 种质资源保护及植物系统发育进化等研究奠定基础。     

菜头肾的形态组织鉴定

本文对莱头肾的药材性状、横切面及粉末特征进行观察,为开发利用该药提供鉴定依据。     

藜芦属药用植物的叶绿体基因组比较分析和系统发育研究

目的 以藜芦属药用植物蒙自藜芦Veratrum mengtzeanum、大理藜芦V.taliense、狭叶藜芦V.sstenophyllum和毛叶藜芦V.grandiflorum为材料,对其叶绿体基因组进行组装和序列分析.方法 采用高通量测序技术对4种植物叶绿体基因组进行测序,并且使用NOVOPlasty和Geneio...     

三叶崖爬藤叶绿体基因组的组装与序列分析

目的以药用植物三叶崖爬藤为材料,在利用高通量技术测定DNA序列的基础上,对叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展群体遗传学和多样性研究奠定基础。方法利用HiSeqXTen测定三叶崖爬藤的DNA序列,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,在基因注释的基础上开展序列分析。结果三叶崖爬藤叶绿体基因组的全长为160 189 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、1对反向重复区和1个小单拷贝区,序列长度分别为88 184、26 519、18 967 bp。三叶崖爬藤的叶绿体基因组共有133个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量分别为88、8、37个。位于反向重复区和小单拷贝区的ycf1基因3’端发生缺失,是1个假基因。结论三叶崖爬藤的叶绿体基因组的组装和序列分析为后续开展群体遗传学和遗传多样性研究奠定了基础。     

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...     

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...     

基于本草基因组学应用流式细胞术和高通量测序技术检测人参基因组大小

人参（Ginseng）是五加科植物人参（Panax ginseng C. A. Mey.）的干燥根和根茎。由于其基因组数据的缺乏制约了人参基础研究和产业发展。本实验以水稻（Oryza sativa ssp. Nipponbare）和大豆（Glycine max(L.) Merrill）为内参,通过流式细胞术检测人参基因组大小约为3.42 Gb;同时,分别构建人参基因组插入片段大小为250 bp和500 bp的鸟枪法（shotgun）文库,利用Illumina Hiseq X Ten平台进行双端PE 150高通量测序,过滤原始测序数据后获得183.82 Gb高质量数据,K-mer分析法预估人参基因组大小为3.35 Gb,测序深度为54.87 X。本研究采用流式细胞术结合K-mer分析法测定人参基因组大小,为人参全基因组测序以及本草基因组学的研究提供基础数据。     

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。     

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...     

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...     

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...