箭筈豌豆(Vicia sativa)是自花授粉的二倍体一年生豆科牧草,可为我国高海拔地区的反刍动物提供优质蛋白粗饲料。以"兰箭3号"春箭筈豌豆为研究对象,采用DNase I法纯化叶绿体,利用第二代高通量测序平台Illumina Hiseq2000进行测序,并对"兰箭3号"叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,"兰箭3号"叶绿体基因组仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为121 883bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,29个转运RNA(tRNA)基因

以一年生牧草箭筈豌豆(Vicia sativa)与绿麦草(Secale cereale)为研究对象,人工模拟不同水分胁迫对混播或单播牧草的影响。结果表明,水分胁迫16 d后箭筈豌豆单播的土壤含水量均显著高于其他混播处理和绿麦草单播(P <0.05);株高和叶长、叶宽的抗旱系数值均小于1,而根长的抗旱系数均大于1,表明在土壤水分胁迫的条件下,抑制了植物地上部的生长,促进了地下部根系的伸长生长;通过隶属函数法对箭筈豌豆与绿麦草的抗旱性进行综合评价得出,单播箭筈豌豆的抗旱性最强,试验设计的3个比例混播处理较单播而言没有明显的抗旱优势。

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA（转运RNA）基因和8个rRNA（核糖体RNA）基因，缺失ccD和ycf1基因；苏丹草叶绿体基因组共检测到27个简单序列重复（simple sequence repeat，SSR）和47个长重复序列（long repeat sequence，Longrepeat）；LSC（大单拷贝）区和SSC（小单拷贝）区的核苷酸多态性显著高于IR（反向重复）区，LSC区的变异性大于SSC区和IR区，Pi（核苷酸多样性）变化范围为0-0.01852，通过Pi（≥0.01215）筛选出10个高变异区域，均位于LSC区；苏丹草及其11个近缘种叶绿体基因组密码子各位置GC含量不同，偏好以A/U结尾，平均ENC值为47.50，密码子偏性较弱；影响苏丹草及其11个近缘种密码子使用偏性的主要因素为自然选择，内部突变压力的影响较小；苏丹草叶绿体基因的最优密码子共15个（CAA、AAA、UUU、UAU、AUU、UAA、GCA、CCA、ACU、GUA、AGA、CGA、CUU、UCC、UCU），均以A、U结尾；苏丹草与高粱双色亚种Sorghum bicolor subsp. drummondii （MW999225）亲缘关系较近。本试验结果能为苏丹草分子标记的开发、遗传多样性以及进一步研究高粱属植物的保护生物学和种群遗传学提供参考。

【目的】对重瓣榆叶梅Prunus triloba ‘Multiplex’全叶绿体基因组序列进行测序，探究其系统发育位置并分析其叶绿体基因组成特点。【方法】以重瓣榆叶梅叶片为材料，采用2×CTAB法提取叶绿体DNA，利用Illumina NovaSeq平台进行叶绿体基因组的测序，组装、注释并分析其叶绿体基因组遗传特征。联合美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库数据，基于全叶绿体基因组序列构建了重瓣榆叶梅系统进化关系。【结果】重瓣榆叶梅叶绿体基因组全长为157 827bp,NCBI登录号MT937181，其结构为经典的四分体结构，由1个大单拷贝区域(LSC),1个小单拷贝区域(SSC)及反向重复区域(IRa/IRb)构成，其序列长度分别为86 032、19 023、26 386 bp。GC和AT的总占比分别为36.80%和63.20%。重瓣榆叶梅的完整叶绿体基因组序列注释到132个基因，包括tRNA基因、编码蛋白基因、rRNA基因，分别为37、87、8个。重瓣榆叶梅叶绿体基因组共编码26 678个密码子和236个符合条件的SSR位点。SSR位点中A/T碱基占优势，碱基偏好性十分明显。【结论】系统进化树分析表明，重瓣榆叶梅和榆叶梅P. triloba聚合成一分支结构，与同属植物长柄扁桃P. pedunculata亲缘关系较近。图4表4参26

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。

以直穗小檗为材料进行叶绿体基因组测序和组装,分析其叶绿体基因组结构特征,并讨论系统进化关系。结果表明:直穗小檗叶绿体基因组全长167 036 b,GC含量占总碱基数量的38.16%,共编码144个功能基因;直穗小檗叶绿体基因组序列中共发现109个微卫星位点,A/T碱基组成的单核苷酸重复序列占比最高(73.4%);系统发育分析表明,直穗小檗与朝鲜小檗、黄芦木以及威宁小檗的亲缘关系更近,同时与十大功劳属的阿里山十大功劳和阔叶十大功劳聚为一支。该结果为进一步研究直穗小檗的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了依据。

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。

为阐明混播方式对燕麦(Avena sativa)+箭筈豌豆(Vicia sativa)型豆禾混播草地混播优势的影响,在新疆昭苏盆地采用同行混播、异行混播与不同豆禾比的播种方式建植混播草地,利用牧草产量、营养物质产量和籽粒产量等指标分析混播方式对生产性能优势的影响,以不同混播方式下土壤养分变化与生产性能的内在联系为依据,探讨生产性能优势获得的途径。结果表明,1)燕麦与箭筈豌豆混播可获得混播优势,其中同行混播+豆禾比50∶50、异行混播+豆禾比50∶50和同行混播+豆禾比75∶25组合牧草产量和种子产量优势明显,生产性能较高。2)混播方式对土壤有机质和土壤全量养分影响较小,单播燕麦具有较高的土壤浅层速效磷含量,箭筈豌豆的生物固氮作用可增加土壤氮素养分的供应,而同行混播方式则有利于土壤碱解氮的积累。3)以混播群体结构作为控制因素时,牧草和粗蛋白产量依赖土壤氮素养分,与土壤速效磷含量呈负相关关系;以混播比例作为控制因素时,高箭筈豌豆混播比例下(80%和100%),土壤氮素养分可负向影响牧草和粗蛋白产量、牧草产量优势,否则则为正向影响,土壤速效磷含量负向影响牧草和粗蛋白产量、产量优势,正向影响种子产量优势,与混播比例无关联。因此,在冷凉牧区进行燕麦+箭筈豌豆型混播草地建植时,采取同行混播+豆禾比75∶25的混播组合既能提高土壤肥力,还能收获牧草产量和品质较优的草产品。

[目的 ]分析杓兰叶绿体基因组密码子的使用偏好性,探究影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,为兰科叶绿体基因组学研究提供参考。[方法 ]从NCBI数据库中下载完整的杓兰叶绿体基因组序列并进行蛋白编码序列筛选,利用EMBOSS在线程序计算各基因及密码子的GC含量,利用CodonW软件计算各基因的氨基酸长度(Laa)、有效密码子数(ENC)、同义密码子相对使用度(RSCU)、最优密码子使用频率(FOP)及各基因密码子的第3核苷酸碱基含量,利用SPSS软件分析各指标之间的相关性,利用Origin软件绘图。[结果 ]杓兰叶绿体基因组编码序列的密码子第3位碱基富含A和T,GC含量仅为29%,ENC值介于37.92～61.00之间,密码子偏好性不强,ENC与GC_2及GC_3均呈极显著相关。RSCU值大于1的密码子有34个,其中,29个以U或A结尾。ENC-plot分析、PR2-plot分析及中性绘图分析表明:影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素为自然选择。对应性分析结果表明:编码光合系统蛋白基因的密码子具有相似的使用模式,编码其它类型基因的密码子则具有不同的使用模式,并最终筛选出最优密码子16个。[结论 ]本研究明确了自然选择是影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,并筛选出杓兰叶绿体基因的最优密码子,研究结果能够对兰科系统发育及叶绿体基因组密码子进化研究提供参考。

箭筈豌豆(Vicia sativa)是重要的牧草和绿肥,具有较高的经济、生态价值。小扁豆刺盘孢炭疽病(Colletotrichum lentis)是影响箭筈豌豆生长的新病害。本研究通过温室盆栽试验,从植物生长、根瘤形成、病程相关酶以及其他抗病相关物质方面,探究了炭疽病对兰箭3号春箭筈豌豆(Vicia sativa ‘Lanjian No.3’)生长和生理生化的影响。结果表明:病菌侵染植物后,单独接种病原菌处理与对照相比,两种水解酶活性分别提高33.09%、10.74%,木质素和茉莉酸浓度分别提高26.77%、70.34%。接种根瘤菌的条件下接种病原菌使过氧化物酶等抗病相关酶活性提高36.69%。此外,与对照处理相比病害可导致植物地上、地下生物量降低26.90%～40.00%(P <0.05)。因此,炭疽病造成箭筈豌豆抗病相关系统严重受损,从而直接影响到箭筈豌豆的产量及品质,应高度关注该病害的发生,加快防控技术研发。

【目的】解析贵定鸟王茶的叶绿体全基因组序列，为其系统发育进化关系研究提供依据。【方法】以3份贵定鸟王茶为试验材料，采用高通量测序技术通过对贵定鸟王茶叶绿体全基因组进行测序、组装和注释，并与来源于NCBI网站的信阳10号、凤凰单枞柚花香（Camellia sinensis cultivar Youhuaxiang）及半天腰（Camellia sinensis cultivar Bantianyao）等23种山茶属近缘植物的叶绿体基因组序列进行系统发育分析，研究贵定鸟王茶叶绿体的基因组特征。【结果】贵定鸟王茶叶绿体基因组全长15 7071 bp，GC和AT含量分别为37.29%和62.71%，为典型四区域结构；共注释光合作用和自我复制等相关基因138个，包括atpA、atpB和atpE等89个蛋白编码基因，rrn5、 rrn4.5和 rrn23等8个rRNA基因，以及trnA-FME，trnC-GCA和trnD-GUC等41个tRNA基因；密码子使用分析表明，编码亮氨酸密码子数量最多，编码半胱氨酸密码子数量最少，并且该物种叶绿体编码基因偏好以A/U（T）结尾；SSR分析表明，贵定鸟王茶SSR较丰富，为其SSR引物开发及系统发育研究奠定基础；IR区边界的收缩与扩张分析表明，贵定鸟王茶四个IR边界区JLB、JSB、JSA、JLA与信阳10号完全一致，无收缩与扩张现象，而与其他7个品种（凤凰单枞、黔茶1号、半天腰、白鸡冠、白叶1号、德宏茶和龙井）相比，均有不同程度的扩张与收缩；系统发育分析表明，贵定鸟王茶与茶亲缘关系较近，其中与信阳10号的亲缘关系最近。【结论】本研究阐明了贵定鸟王茶叶绿体基因结构以及与其他茶树进化关系，为该物种遗传多样性、种群历史动态及系统发育与亲缘关系研究奠定基础。

【目的】组装华中樱叶绿体基因组并进行序列特征分析和分子标记初步鉴定。【方法】分别应用SPAdes、prodigal v2.6.3、hmmer v3.1b2及aragorn v1.2.38软件进行华中樱叶绿体基因组组装、基因编码区注释、r RNA和t RNA预测。应用OGDRAW软件进行叶绿体基因组图谱绘制。运用DNAMAN软件对26个樱亚属物种和华中樱的叶绿体基因组序列进行多重比对，人工检索华中樱特有的SNP和InDel位点。应用Codon W1.4.2和EMBOSS的cusp软件分析叶绿体基因组中基因的相对同义密码子使用度。【结果】华中樱叶绿体基因组大小为158 019 bp，其中小单拷贝区（Small single copy,SSC）、大单拷贝区（Large single copy,LSC）和反向重复区（Inverted repeat,IR）大小分别为19 247、85 910和52 862 bp，总GC含量为36.7%。华中樱叶绿体基因组共编码130个基因，包括8个核糖体RNA基因、37个转运RNA基因以及85个蛋白编码基因。序列中有SSR位点240个，其中单核苷酸重复位点153个，二核苷酸重复位点12个，三核苷酸重复位点63个，四核苷酸重复位点11个，六核苷酸重复位点1个。通过与另外26种樱亚属植物叶绿体基因组序列进行多重比对，鉴定了华中樱潜在的种特异性SNP位点29个，InDel标记8个。对密码子进行统计可知，该物种的66种密码子编码了21种氨基酸，其中RSCU> 1的密码子共有32个，有29个以A/U结尾，这些密码子结尾具有A/U偏好性。【结论】华中樱叶绿体基因组是典型的环状四分体结构，其与其他蔷薇科植物叶绿体基因组大小相近。挖掘了一批SSR、SNP和InDel标记，可为华中樱谱系地理学、群体遗传学和种间杂种鉴定等研究提供参考。

【目的】分析油麦吊云杉cpDNA的特征和密码子偏好性，为云杉属植物叶绿体基因组学提供研究依据。【方法】通过Ilumina HiSeq测序平台对油麦吊云杉cpDNA进行测序，并利用Codon W 1.4.2和CUSP软件对其密码子偏性进行分析。【结果】油麦吊云杉cpDNA是一个全长为124 161 bp的环状DNA分子，与典型的具有保守的四分体cpDNA结构不同，油麦吊云杉cpDNA中存在反向重复区域的丢失，其cpDNA的GC含量为38.7%。油麦吊云杉cpDNA包含113个基因，其中蛋白质编码基因76个，核糖体RNA基因4个，转运RNA基因33个，系统发育分析显示，油麦吊云杉和西加云杉聚为一个独特的分支，油麦吊云杉cpDNA密码子不同位置上的GC含量从低到高依次是GC3(49.39%) A、G> C，说明在油麦吊云杉绿体基因组密码子的偏好性受选择、突变等因素的影响。最终UCU、AAA、GGU、GCA、GUU、UGU、UCC、CAU、GCU、CGU、GAA和AUU等12个密码子被确定为油麦吊云杉绿体基因组的最优密码子。【结论】油麦吊云杉cpDNA密码子偏好使用A或U结尾的密码子，选择和突变是其CUB的主要影响因素。

【目的】为了解析极小种群植物盐桦叶绿体基因组结构,筛选SSRs分子标记和桦属叶绿体基因组高变区,采用高通量测序技术完成盐桦叶绿体基因组测序并与其近缘种进行比对分析。【方法】采集盐桦幼叶,使用TIANGEN试剂盒提取DNA并利用HiSeq Xten测序平台进行测序。以欧洲矮桦叶绿体基因组作为参考,使用MITObim v1.8和NOVOplasty软件拼接组装盐桦叶绿体基因组,并利用生物信息学手段进行特征分析。【结果】利用质量控制后的30 000 000条clean data,成功拼接完成序列全长为160 648 bp的盐桦叶绿体基因组,NCBI登录号为MG674393。其中,大单拷贝(LSC)区段长度89 553 bp,GC含量33.7%,小单拷贝(SSC)区段长19 027 bp,GC含量为29.7%,2个反向重复区(IRs)区段均为26 034 bp,GC含量42.5%。成功注释了盐桦叶绿体基因组共114个基因,其中包括79个蛋白编码基因,31个tRNA基因和4个rRNA基因。盐桦叶绿体基因组含有91个SSRs位点,其中33个SSRs均由A或T组成。SSRs主要分布于LSC区,56个SSRs位于LSC区,13个SSRs位于SSC区,而IRs区有22个SSRs。对盐桦和欧洲矮桦叶绿体全基因组进行比对分析,结果显示ndhC-trnV、petA-psbJ、rpl22-rps19区域的核酸变异度(π>0.2)显著高于其他区域,高变区的位置都位于LSC区,而IRs区和SSC区内2种植物变异度较小。正选择分析显示ycf1,rpoC1,rpl2与ndhA 4个基因出现正选择信号。盐桦、欧洲矮桦与其他双子叶植物共14条叶绿体全基因组序列通过MP、NJ方法进行聚类分析,MP和NJ树中的11个节点中有9个支持度为100%。支持盐桦和欧洲矮桦亲缘关系最近,桦木属物种与天目铁木在同一分支。【结论】通过高通量测序和生物信息学分析,得到盐桦叶绿体基因组。比对分析表明结构、基因组成和SSRs分布都与欧洲矮桦叶绿体基因组相似,二者在3个片段区域存在较高的核酸多态性,可作为桦属植物叶绿体基因组高分辨率的分子条形码。正选择分析确定有4个基因出现正选择信号(ycf1,rpoC1,rpl2,ndhA)。本研究结果可为极小濒危植物盐桦的保护工作提供重要的遗传背景信息。

【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。