五加科植物叶绿体基因组结构与进化分析

目的获取五加科叶绿体基因组的结构特征以及进化关系。方法以已测序完成的10个属的20种五加科植物叶绿体基因组为研究对象,系统比较基因组间的差异,分析4个IR边界扩张与收缩情况,并以近缘物种当归为外类群,使用MEGA 4.0构建系统进化树,分析物种间的亲缘关系。结果 20种五加科植物的叶绿体基因组大小差异较小,最大差仅1 909bp。各物种均出现基因替换现象,由cem A基因替换ycf10基因,且数量存在一定差异,主要由t RNA引起。通过比较发现,五加科物种的4个IR边界比较保守,仅野三七、三七和穗序鹅掌柴的边界基因进入IR区的长度与其他物种的差异较大。以当归为外类构建的系统进化树,各节点的支持率较高,清晰地反映了各物种间的亲缘关系。结论叶绿体基因组涵盖的信息量大,可以用于分析关系较近与进化较快物种的系统发生问题。     

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。     

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...     

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。     

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。     

吴茱萸属4种药用植物的叶绿体基因组比较与系统发育分析

目的：明确楝叶吴萸、臭辣吴萸、吴茱萸和石虎4种药用植物叶绿体基因组特征与系统发育关系,为吴茱萸药材的分子鉴定提供依据。方法：使用CTAB法提取叶片总基因组DNA,通过Illumina NovaSeq 6000平台测序,再用SPAdes软件组装叶绿体基因组序列,利用condonW、REPuter、mVISTA等软件进行序列特征分析并构建ML系统发育树。结果：4种吴茱萸属植物叶绿体基因组为典型的四分体结构,基因组大小在158 563～158 762 bp之间,总GC含量为38.34%～38.37%。均注释到134个编码基因,包括89个蛋白编码基因（PCGs）,37个tRNA基因和8个rRNA基因。共检测到79～98个简单重复序列（SSR）和35～41个长重复序列。叶绿体基因组比较分析表明4个物种的反向重复区（IR）边界存在差异,单拷贝区（SC）比IR区表现出更高的变异性,筛选出了trnS-trnG、ycf4-cemA和psbM-trnA等10个高多样性片段,这些片段可用于吴茱萸属物种鉴定和系统发育研究。系统发育分析结果表明,吴茱萸与石虎聚为一支,楝叶吴萸和臭辣吴萸聚为一支,且这两支互为姊妹...     

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。     

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...     

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...     

密花香薷叶绿体基因组结构及系统进化分析

目的 基于高通量测序获得药用资源植物密花香薷Elsholtzia densa叶绿体基因组序列,分析了叶绿体基因组结构及特征,为研究密花香薷资源分类及系统进化奠定了基础.方法 以密花香薷叶片为材料,利用改良的CTAB法提取DNA;采用二代测序技术Illumina NovaSeq平台对叶绿体基因组进行测序;以广藿香叶绿体基...     

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...     

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。     

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...     

黄草乌的生药学研究

目的:时黄草乌进行系统的生药学研究.方法;采用种源鉴定、性状鉴定、显微及理化鉴定的方法.结果:详细描述了黄草乌的生药性状、横切面构造、粉末特征及理化鉴别的研究结果.其主要特征为:块根椭圆球形,茎缠绕,叶片坚纸质,五角形,花序有3～6花,皮层有石细胞,并含有众多淀粉粒,茎横切面中柱鞘纤维宽广,叶肉组织为异面型,气孔不定式.花粉粒具三个萌发孔.理化预实验表明其所合成分为:生物碱、糖类、苷类、蛋白质、多肽.由薄层色谱图看出,地上部分与地下部分舍有相同的化学成分.结论:本研究为黄革乌全草制定药材质量标准及开发利用该药材提供了生药学资料.     

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.     

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...     

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...     

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。     

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。