基于高通量测序组装‘赤霞珠’叶绿体基因组及其特征分析

【目的】以欧亚种葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)为试材,建立适于葡萄属(Vitis)植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,为研究葡萄属植物的进化和系统发育提供方法指导。【方法】采用Illumina Hi Seq PE150双末端测序策略对其全基因组DNA建库测序,建库类型为350 bp DNA小片段文库,测序深度为10倍。以已发表的拟南芥(Arabidopsis thaliana)和欧亚种葡萄‘黑比诺’(Pinot Noir)的叶绿体基因组序列为参考,通过BLASTN比对提取葡萄叶绿体基因组序列,并用SOAPdenovo软件进行组装,得到‘赤霞珠’完整的叶绿体基因组并对其进行特征分析。【结果】基于高通量Illumina测序,共获得5.2 G的全基因组原始数据,其中,葡萄叶绿体基因组序列为0.42 G,约占全基因组序列的8%。用抽提出来的葡萄叶绿体基因组序列成功组装出‘赤霞珠’完整叶绿体基因组。特征分析表明,叶绿体基因组序列全长160 676 bp,包括大单拷贝区(large single copy,LSC)、小单拷贝区(small single copy,SSC)和2个反向重复序列(inverted repeat,IRA和IRB),长度分别为89 134、19 072和26 235 bp,具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构;共注释得到154个基因,包括99个蛋白编码基因、47个t RNA基因和8个r RNA基因;其叶绿体基因组的GC含量为37.43%;共检测到37个串联重复序列(tandem repeat sequence)和53个散在重复序列(dispersed repeats),其中,绝大部分串联重复序列的长度为11—42 bp,占叶绿体基因组序列的0.83%,而散在重复序列占叶绿体基因组序列的5.33%;此外,还检测到50个简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)位点,大部分的SSRs均由A或T组成,同时SSRs在‘赤霞珠’叶绿体基因组上的分布是不均匀的,LSC区段含有39个SSRs,而SSC区段和IR区段分别仅有7个和4个SSRs;与蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,并且编码亮氨酸(L)的密码子使用频率最高,而编码半胱氨酸(C)的密码子使用频率最低;系统发育分析表明‘赤霞珠’与‘黑比诺’、夏葡萄(Vitis aestivalis)、圆叶葡萄(Vitis rotundifolia)亲缘关系最近。【结论】基于全基因组高通量测序的方法,成功组装出‘赤霞珠’完整的叶绿体基因组,与传统获得叶绿体基因组的方法相比,此方法不需要分离叶绿体和提取cpDNA,缩短了试验时间、降低了劳动强度,并且极大地提高了试验的可行性。‘赤霞珠’叶绿体基因组的基因结构、基因顺序、GC含量和密码子偏好性均与典型的被子植物叶绿体基因组类似。     

黄丹木姜子叶绿体基因组特征分析

【目的】分析黄丹木姜子（Litsea elongata）叶绿体基因组特征,为木姜子属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护提供理论参考。【方法】基于Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对黄丹木姜子叶绿体基因组进行测序,利用GeSeq在线工具对叶绿体基因组进行注释,并利用REPuter、MISA、CodonW和IQ-TREE等生物信息学软件对其基因组结构、基因数目、序列重复、密码子使用偏性和系统发育进行分析。【结果】黄丹木姜子叶绿体基因组全长为154028 bp,具有典型的四分结构,编码126个基因,其中蛋白编码基因82个,rRNA基因 8个,tRNA基因 36个。叶绿体基因组的注释基因中,有9个基因含1个内含子,有3个基因含有2个内含子,其余基因均不含内含子;44个基因编码蛋白参与光合作用信号途径,21个基因编码蛋白构成了核糖体大小亚基。黄丹木姜子叶绿体基因组含有32对长序列重复和90个SSR位点,其中,正向重复和回文重复最多,均为12对,反向重复和互补重复分别为6和2对;95.56%的SSR位点位于单拷贝区［大单拷贝区（LSC）和小单拷贝区（SSC）］,仅4.44%的SSR位点位于反向重复区（IR）。黄丹木姜子叶绿体蛋白编码基因GC含量为39.14%,GC3s为27.95%,平均有效密码子数（ENC）为49.04,说明其密码子偏性弱;相对同义密码子使用度（RSCU）大于1.00的密码子31个,其中13个以A结尾,16个以U（T）结尾。系统发育进化树分析结果显示,木姜子属的14个物种聚为两组,其中黄丹木姜子和10种木姜子属植物聚在一个组,与日本木姜子的亲缘关系最近。【结论】黄丹木姜子叶绿体基因组结构保守,偏好A或U（T）结尾的密码子,鉴定的SSR位点可用于物种鉴定和群体遗传学研究。     

五指毛桃叶绿体基因组结构与序列特征分析

【目的】阐明药食两用植物五指毛桃的叶绿体基因组结构及其系统进化关系,为其资源利用和产品开发等研究提供基因组信息。【方法】采用高通量测序技术对五指毛桃叶绿体基因组测序,并借助生物信息工具和软件进行序列拼接、注释、比对和系统进化分析。【结果】五指毛桃叶绿体基因组为环状双链四分体分子,长度160 340 bp, GC含量为35.9%,包含130个基因。该基因组含有26 679个密码子,偏好使用以A/T结尾的密码子;共有93个简单重复序列,其中以A/T形成的单、二核苷酸重复为优势重复基序。五指毛桃与其他榕属植物相比,叶绿体基因组序列同源性较高,碱基变异位点数量较少,主要分布在非编码区域如rpoB-trnC、trnT-trnL、rpl32-trnL等,与薜荔具有最高的序列相似度。【结论】五指毛桃叶绿体基因组具有典型的高等植物叶绿体基因组结构和基因组成,存在密码子偏好性,包含类型丰富的简单重复序列,且与同属植物薜荔的亲缘关系最近。     

苹果砧木‘SH6’叶绿体基因组序列特征和比较分析

【目的】为了解析苹果矮化中间砧‘SH6’叶绿体基因组特征及其进化关系。【方法】以苹果矮化中间砧‘SH6’为试材,通过HIFI测序,利用Organelle＿PBA软件进行叶绿体基因组从头组装,分析其叶绿体基因组特征。【结果】结果表明,‘SH6’叶绿体基因组大小为160 069 bp,具有典型的四分结构,包括大单拷贝区域、小单拷贝区域和两个反向重复区域,长度分别为88 184 bp、19 181 bp、26 352 bp和26 352 bp。在‘SH6’叶绿体基因组中,分别注释了蛋白质编码基因、tRNA和rRNA,其数量分别为86、36和8。此外,整合已发表的‘国光’、河南海棠、2个野生苹果和桃(Prunus persica)的叶绿体基因组数据来构建系统发育树,发现苹果中间砧‘SH6’与欧洲森林苹果聚在一枝上。【结论】推测苹果矮化中间砧品种‘SH6’与欧洲森林苹果关系较为密切。     

大旗瓣凤仙花与瑶山凤仙花叶绿体全基因组比较及系统发育分析

【目的】比较大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花的叶绿体全基因组序列,并分析凤仙花属20个物种的系统发育情况及遗传进化关系,为证实这两个分类群的早期植物学分类及其种质资源利用和遗传改良提供理论依据。【方法】基于BGISEQ-500测序平台,对大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组进行测序,利用Fastp软件和NOVOPlasty v.2.6.2程序对叶绿体基因组进行组装。利用CpGAVAS在线工具对叶绿体基因组序列进行注释,并使用MAFFT v.7.0、CAIcal、REPuter、MISA和FastTree等生物信息学软件进行序列比对、密码子偏性分析、重复序列定位及简单重复序列(SSRs)和系统发育分析。【结果】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组长度分别为152437和152286 bp,GC含量分别为36.77%和36.80%;其中大单拷贝(LSC)区分别为83331和83212 bp,小单拷贝(SSC)区分别为17376和17312 bp,反向重复区(IRa和IRb)分别为25865和25881 bp。大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组均包含88个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个t RNA基因,且无假基因。系统发育分析结果表明,凤仙花属内的物种分类与基于系统形态学分析的早期植物学分类一致;虽然大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组非常接近,但二者为不同的凤仙花属种类,而不是早期形态分类学上的两个亚种水平。【结论】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花为2个独立的凤仙花属种类,二者叶绿体基因组发生部分遗传变异,鉴定出的SSRs位点可用于物种鉴定和群体遗传学研究。     

两型豆属叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

为明确锈毛两型豆的叶绿体基因组结构和两型豆属叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素,以亚热带中、南部地区具有广阔开发利用前景的豆科草种—锈毛两型豆(Amphicarpaea ferruginea)为试验材料,利用高通量测序技术对锈毛两型豆进行叶绿体基因组测序、组装和注释,对其叶绿体基因组结构、基因组成进行分析。同时利用CodonW 1.4.2软件和CUSP在线程序等软件分析锈毛两型豆和两型豆的基因密码子使用偏性参数和核苷酸组成。结果显示：锈毛两型豆叶绿体基因组全长为152 531 bp,包含83 364 bp的大单拷贝(LSC)区、17 935 bp的小单拷贝(SSC)区和25 616 bp的1对反向重复序列,为典型四分体结构,GC含量为35.44%;叶绿体基因组共编码130个基因,包括85个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;叶绿体基因组共检测出73个简单重复序列(SSRs),单、二、三、四、五和六核苷酸SSRs的数目分别为41、28、3、1、0和0。从锈毛两型豆和两型豆叶绿体基因组中筛选到适用于密码子使用偏好性分析的CDS基因共48条,两种植物叶绿体基因组具有相似的...     

无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

【目的】分析无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性,为无刺龙舌兰叶绿体相关基因的表达、修饰和物种进化研究提供参考。【方法】对无刺龙舌兰的叶绿体基因组进行测序、组装和注释,分析密码子偏好性及其影响因素,并通过建立高、低基因表达库,筛选出最优密码子。基于20个已发表的龙舌兰科植物叶绿体基因组数据构建系统发育进化树。【结果】无刺龙舌兰叶绿体基因组总长157579 bp,大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和2个反向重复区(IRa和IRb)的长度分别为85940、18279和26680 bp,GC含量为37.8%,包括135个基因(85个蛋白编码基因、38个tRNA基因、8个rRNA基因及4个未知功能的基因),从中筛选出51个长度大于300 bp的基因编码区(CDS)序列,其有效密码子数(ENC)均大于41.0。GC1、GC2、GC3和GC3s含量分别为46.75%、39.61%、29.19%和26.06%,说明密码子第3位多以A/T结尾。GCall与GC1、GC2和GC3均呈极显著相关(P<0.01,下同),但GC3与GC1和GC2均无显著相关性(P>0.05,下同),表明密码子第1、2位的碱基组成相似,但与第3位的相似度不高。选择和突变是导致叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素。筛选出14个多以A/U结尾的最优密码子。无刺龙舌兰与克雷塔罗丝兰和西地格丝兰为姊妹关系,自荐值为100%。【结论】无刺龙舌兰叶绿体基因组为保守的四分体结构,叶绿体基因组密码子偏好性较弱,主要受选择和突变等多因素影响。基于植物叶绿体基因组构建系统发育进化树在物种的分类鉴定及确定各物种间系统发育关系的研究中是一种准确、可靠的方法。     

蒿属植物叶绿体基因组特征及进化

蒿属植物具有重要的药用和经济价值,开展蒿属物种叶绿体基因组研究,为我国蒿属植物的分类鉴定和资源利用提供借鉴。基于29个蒿属物种叶绿体基因组序列,采用REPuter、MISA、DNASP和IQ-TREE等生物信息学软件,比较叶绿体基因组特征、序列重复和结构变异,并对蒿属物种系统发育进行分析。结果表明,蒿属叶绿体基因组均由大单拷贝(LSC)区、小单拷贝(SSC)区和1对反向重复(IRs)区构成,基因组序列长度150 858～151 318 bp, GC含量相近。所有蒿属叶绿体基因组均注释到114个unique基因,包含80个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。蒿属叶绿体基因组长重复序列主要由正向重复和回文重复构成,长度30～49 bp。简单重复序列(SSR)主要由A/T碱基构成,其中单碱基重复最多,其次为四碱基重复。RSCU(相对同义密码子使用度)值大于1的30个高频密码子中,13个以A结尾,16个以T结尾。蒿属植物叶绿体基因组结构高度相似,未检测到基因重排或倒置事件。检测到11个核苷酸变异值P_i>0.007的高变区,其中8个位于LSC区,3个位...     

濒危植物峨眉凤仙花叶绿体基因组分析

【目的】对峨眉凤仙花（Impatiens omeiana Hook.f.）叶绿体基因组的结构特征及系统发育进行研究，为其资源保护及开发利用提供理论依据。【方法】基于峨眉凤仙花叶绿体基因组序列，利用生物信息学软件，对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。【结果】峨眉凤仙花完整的叶绿体基因组长度为152 527bp，共有130个基因，包括86个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和36个tRNA基因，GC含量为37%，且具有保守的四分体结构，包括大单拷贝区、小单拷贝区各1个和2个相同的反向重复区域，其长度分别为83 150、17 903、25 737 bp，其中13个基因有1个内含子，2个基因有2个内含子。特征分析表明：峨眉凤仙花叶绿体全基因组中共检测到76个SSR序列，且多以A/T单核苷酸序列为主，其长度为10～91 bp；检测到50 842个密码子，其中以亮氨酸（Leu）最多，色氨酸（Tyr）最少；密码子偏好性分析显示33个RSCU≥1的密码子多数以A/U结尾。通过邻接法（NJ）构建系统发育树发现，峨眉凤仙花与贵州凤仙花亲缘关系最近，均属于棒凤仙花亚属植物。【结论】...     

老班瑶药牛耳风叶绿体基因组特征及其密码子使用偏好性分析

为探究老班瑶药牛耳风叶绿体基因组的结构特征、系统进化以及密码子偏好性,以瑶药牛耳风为研究材料,对其叶绿体基因组进行测序和组装。结果表明,牛耳风叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区以及1对反向重复区组成,全长189 920 bp,包含118个基因,其中99个编码蛋白质的基因,11个tRNA基因,8个核糖体rRNA基因;共检测到71个简单序列重复（simple sequence repeat, SSR）位点。系统进化分析表明牛耳风与番荔枝属的刺果番荔枝（Annona muricata）亲缘关系最近。密码子偏好性分析表明,牛耳风的密码子偏好性较弱,且密码子偏好性主要受选择因素的影响,最终选出11个最优密码子,其中10个以A/U结尾,为瑶药牛耳风的系统进化研究等提供科学依据。     

肖蒲桃叶绿体基因组结构特征及系统发育关系

【目的】肖蒲桃(Syzygium acuminatissimum)是我国南方高价值的硬木树种之一,适宜作为行道树或园景树。研究揭示肖蒲桃叶绿体基因组的结构特征及系统发育关系,对蒲桃属甚至桃金娘科的分类学研究具有重要意义。【方法】使用CTAB法提取肖蒲桃叶片基因组DNA。利用Illumina HiSeq X TEN平台进行高通量测序,在SPAdes v3.13.0上组装叶绿体基因组,并通过GeSeq注释肖蒲桃的完整叶绿体基因组。分析了肖蒲桃叶绿体基因组的结构特征、序列特征及系统发育关系。【结果】肖蒲桃完整的叶绿体基因组长度为159 352 bp,共有109个基因,包括78个蛋白质编码基因、27个tRNA基因和4个r RNA基因,其中17个基因具有内含子;检测到21 379个密码子,其中丝氨酸密码子最丰富、蛋氨酸密码子最匮乏;检测到47个RNA可编辑位点,其中ndhB基因最多(10个);检测到48个长片段重复序列,其中18个正向重复、6个反向重复、22个回文重复和2个互补重复;检测到230个简单重复序列,其中绝大多数为单核苷酸(205个)。基因组比较分析结果表明,4个蒲桃属植物的IR边界有较小差异,核苷酸多样性高于0.015的区间有7个。系统发育分析结果表明,肖蒲桃与丁香蒲桃(S. aromaticum)关系密切。【结论】研究结果有助于开展后续的蒲桃属系统发育研究和物种鉴定工作。     

猫尾草叶绿体基因组结构及其解析

【目的】阐明岭南药食两用植物猫尾草的叶绿体基因组结构特征，为猫尾草资源的保护、利用和开发提供理论依据。【方法】采用高通量测序技术开展猫尾草叶绿体基因组测序，并通过生物信息方法进行拼接、注释、解析以及系统进化分析。【结果】猫尾草叶绿体基因组是149 774 bp的环状双链四段式分子，包含128个基因，GC含量为38.2%。猫尾草叶绿体基因组含有26 015个密码子，偏好以A或T结尾；存在110个简单重复序列，以A或T单核苷酸重复居多。序列比对和进化分析显示猫尾草与同属狸尾豆的亲缘关系最近。【结论】首次报道猫尾草叶绿体基因组的全序列，并明确其结构特点，为猫尾草的栽培育种、遗传多样性和资源利用等奠定基础。     

叶菜型甘薯叶绿体基因组及其特征分析

为探明叶菜型甘薯叶绿体基因组特征及其与番薯属植物的亲缘关系,以叶菜型甘薯‘福菜薯18号’为试验材料,利用BGISEQ-500平台和Oxford Nanopore Technologies单分子测序技术对全基因组进行建库测序,并组装其叶绿体基因组.结果显示：叶菜型甘薯叶绿体基因组全长161 387 bp,具有典型的环状四分体结构,其大单拷贝区(large single copy, LSC)、小单拷贝区(small single copy, SSC)和2个反向重复序列(inverted repeat, IR)的长度分别为87 597, 12 052和30 869 bp.注释共得到132个基因,包含87个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因.在叶菜型甘薯叶绿体基因组中共搜索到54个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复基序个数分别为32, 4, 3, 11, 2和2个.系统进化分析表明,叶菜型甘薯与甘薯四倍体野生种Ipomoea tabascana和二倍体野生种Ipomoea trifida具有较近的亲缘关系.     

路边青叶绿体基因组特征与系统进化分析

【目的】确定药用植物路边青(Geum aleppicum Jacq.)叶绿体基因组结构、特征及基因组成情况,比较其与近缘种的叶绿体基因组结构和系统发育的关系。【方法】以路边青为材料,利用高通量技术测定基因组DNA序列,用NOVO Plasty组装叶绿体基因组,并进行序列分析,采用最大似然法(maximum likelihood ML)构建系统进化树。【结果】(1)路边青叶绿体基因组为典型的4分区域结构,全长为155 911 bp, GC值为35.6%,包括1个大单拷贝区(LSC)、1对反向重复区(IR)和1个短单拷贝区(SSC),序列长度分别为85 384、26 119、18 298 bp。路边青的叶绿体基因组共有132个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量分别为87、8、37个;(2)根据NCBI公开发布的24个蔷薇亚科植物的叶绿体全基因组信息,筛选出蔷薇亚科植物叶绿体基因组的14个变异位点较高的叶绿体基因间隔区;(3)系统进化分析表明,路边青与同属的Geum macrophyllum Willd.和Geum rupestre(T.T.Yu&C.L.Li)...     

三桠苦叶绿体基因组结构和序列特征分析

为了探明岭南地区特色中药三桠苦的叶绿体基因组结构和序列特征,以三桠苦叶片为材料,采用试剂盒法提取DNA和构建测序文库,利用Novaseq平台进行高通量测序,再结合生物信息学手段进行序列拼接、注释和特征分析。结果显示：三桠苦叶绿体基因组为158 992 bp的环状四分体分子,含有134个基因;在三桠苦叶绿体基因组内找到86个简单重复序列,主要是A/T单核苷酸重复;检测到26 907个密码子,以A/T结尾的密码子有着更高的使用频次;序列比较分析表明,三桠苦与同科植物在非编码区存在更明显的序列变异;系统进化树揭示不同来源的三桠苦亲缘关系最近,但在基因组成和碱基序列上呈现出多样性。     

抱茎金花茶(Camellia tienii)的叶绿体基因组特征分析

为明确抱茎金花茶(Camellia tienii)的叶绿体全基因组序列,本研究对抱茎金花茶的叶片高通量重测序数据进行叶绿体全基因组的组装和注释分析。抱茎金花茶叶绿体全基因组长为156 591 bp,是典型的四分体结构,大单拷贝区(LSC)为86 172 bp、小单拷贝区(SSC)为18 275 bp、反向重复区(IRs)为26 072 bp,序列已登录GenBank(OL435568)。抱茎金花茶叶绿体基因组共预测注释134个基因,包括88个蛋白编码基因、38个tRNA基因、8个rRNA基因。叶绿体全基因组比较分析表明,抱茎金花茶结构与基因排序均保守,rps16、ycf3、ycf4-cemA、ycf15-trnL-CAA和rrn5-trnR-ACG序列可作为开发金花茶植物DNA条形码研究热点。抱茎金花茶cpDNA中共有67个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、六核苷酸重复数分别为48、4、1、11、2个。系统发育分析表明,抱茎金花茶在金花茶组中形成基部分支,和金花茶、显脉金花茶等互为姐妹类群,具有较近的亲缘关系。     

杜鹃叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

为了确定杜鹃(Rhododendron simsii)叶绿体基因组密码子的使用模式,为杜鹃花科叶绿体基因组学研究提供参考依据,绘制了杜鹃叶绿体基因组图谱,对三大功能基因进行分类,统计各蛋白编码基因密码子的3位碱基的GC含量、有效密码子数、同义密码子相对使用度,开展中性绘图分析和PR2-plot等分析,并系统分析影响杜鹃密码子偏好性的各种因素,从而筛选出了最优密码子。结果显示,杜鹃叶绿体基因组全长206 912 bp,大单拷贝区为110 234 bp,小单拷贝区为2 606 bp,反向重复区为47 036 bp。蛋白编码序列GC含量为36%,密码子第3位偏好使用A/U,ENC值范围为37.48～57.13,说明其密码子使用偏好性较弱;中性绘图分析显示GC₁₂和GC₃的相关系数为0.255,拟合的回归系数为0.345;PR2-plot分析显示G>C,T>A;有30个密码子的RSCU值大于1,以U或A结尾的有29个,影响其密码子使用偏好性的最主要为自然选择压力;最终鉴定出最优密码子8个,分别为GCA、GAU、UUG、CCA、CGU、UC...     

植原体感染前后毛泡桐叶绿体全基因组测序分析

以毛泡桐(Paulownia tomentosa)病苗(Pto)和健康苗(Pto I)为试验材料,利用高通量测序技术对染病前后毛泡桐的叶绿体全基因组进行测序,分析比较基因组结构。研究结果表明,毛泡桐病苗和健康苗的叶绿体基因组由反向重复区(IRs)、长单拷贝序列区(LSC)和短单拷贝序列区(SSC)等部分组成。其中,叶绿体基因组全长分别为154 700 bp (Pto)和154 646 bp (Pto I),IRs的长度为25 779 bp,LSC和SSC长度分别为85 356、17 786bp (Pto)和85 356、17 732 bp (Pto I)。生物信息学分析表明,在Pto中共搜索到简单重复位点(SSR) 64个,单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸的数量分别为49、5、2、7、1个; Pto I中共有64个SSR位点,单核苷酸个数为49个,并未发现六核苷酸。大多数位点都富含A-T,具有碱基偏好性。     

玉米CMS-C同质异核、同核异质系叶绿体基因组比较分析

【目的】基于玉米细胞质雄性不育材料粗制线粒体DNA高通量测序数据,对叶绿体基因组进行组装。【方法】应用Illumina Hiseq 2500平台进行线粒体DNA测序。利用软件Velvet对过滤后的clean reads进行拼接和叶绿体基因组的组装。采用在线注释软件DOGMA(http://dogma.ccbb.utexas.edu/)对叶绿体基因组完整序列进行基因预测和基因功能分析。【结果】成功组装出C48-2和C黄早四2个不育系及48-2和黄早四2个保持系的叶绿体基因组,大小分别为140 473 bp(C48-2)、140 478 bp(C黄早四)、140 458 bp(48-2)、140 448 bp(黄早四),均包含84种编码基因,30种tRNA基因,4种r RNA基因。新组装的4个叶绿体基因组,在基因组大小及所包含的基因种类及数量方面都与叶绿体参考基因组具有较高的相似性,说明粗制线粒体的高通量测序数据可以用来组装叶绿体基因组。叶绿体基因组高度保守,但也存在SNP及InDel,基于不育系与保持系叶绿体DNA(cpDNA)的SNP位点设计特异引物,可用来鉴定区分CMS-C不育胞质与正常胞质。【结论】利用粗制线粒体DNA的高通量测序数据可以完成叶绿体基因组的组装,玉米CMS-C不育系与保持系的叶绿体基因组具有高度的一致性,但也存在一些多态性位点,基于多态性位点成功开发出可区分CMS-C不育胞质与正常胞质的特异标记。     

萝藦叶绿体基因组结构及进化发育分析

萝藦(Metaplexis japonica(Thunb.)Makino),具有一定的食用价值和药用价值。本研究目的是获得萝藦叶绿体基因组拼接,分析叶绿体基因组序列特征,确定其在近缘物种中的系统进化关系。研究方法是利用Illumina平台对萝藦叶绿体基因组进行高通量测序,使用一系列生物信息学分析方法,完成基因组拼接和基因注释,分析重复序列特征。结合萝藦多个近缘物种,分析边界基因的变异,构建多物种系统进化树。结果表明,萝藦叶绿体基因组是典型的环状四分体结构,全长157 081 bp, GC含量是36.49%。共注释132个基因,包含有45个光合作用相关基因、74个自我复制相关基因、6个其他基因和7个功能未知基因。鉴定得到271个简单重复序列(SSR)位点,其中以单碱基重复为主,其次是三碱基重复。多物种比较和系统进化分析证实,萝藦属于鹅绒藤属,与马利筋属和牛角瓜属是进化上更近的属间植物。