【目的】甘蒙柽柳为我国黄河流域特有种,本研究旨在探讨该物种各居群间的谱系地理结构以及黄河形成对甘蒙柽柳居群分布、遗传结构的影响。【方法】利用叶绿体基因trn Q-rps16片段和核基因片段ITS序列信息,通过PCR扩增、测序,对分布于我国黄河流域的甘蒙柽柳17个居群共266个个体的序列进行分析,研究其遗传多样性、遗传结构及种群历史动态。【结果】在甘蒙柽柳居群中,共检测得到4个叶绿体单倍型(207个个体)和32个核基因单倍型(232个个体)。该物种的叶绿体基因遗传多样性较低(HT=0. 13),但其核基因的遗传多样性较高(HT=0. 82)。甘蒙柽柳居群的遗传变异主要发生在居群内,叶绿体基因(cp DNA)和核基因(nDNA)的遗传分化系数NST(cpDNA:0. 15; nDNA:0. 22)和GST(cpDNA:0. 19; nDNA:0. 24)均不显著(P>0. 05),且NST小于GST,表明该物种无明显的谱系地理结构。中性检验结果 Tajima’s D和Fu’s Fs均为负值,且失配分析表明期望扩张群体的分布曲线与实际观测到的分布曲线基本吻合,期望分布曲线呈单峰,表明甘蒙柽柳居群经历过快速扩张,这可能与黄河的贯通形成有关。单倍型分布及网络结构分析结果表明,叶绿体单倍型H1、核基因单倍型R1频率最高,位于网络结构图中心位置,且分布最为广泛,可能为古老单倍型。叶绿体基因的结果显示,甘肃省永靖县、积石山县的甘蒙柽柳单倍型种类、多态性及核苷酸多样性显著高于其他地区,且具有特有单倍型(H2、H4),推测其在永靖县、积石山县附近最为古老,以此为起源中心,分别向上游(青海省)和中下游迁移,奠基者效应造成新建居群的遗传多样较低。【结论】本研究揭示了我国黄河流域主要甘蒙柽柳居群的遗传结构及其历史迁移动态。甘蒙柽柳的叶绿体基因遗传多样性水平较低,核基因的遗传多样性较高,遗传变异主要发生在居群内,无明显的谱系地理结构。该物种经历过快速扩张,其起源中心可能为甘肃省积石山县、永靖县附近,随着黄河的形成分别向黄河上游和中下游迁移,推测黄河的形成贯通是导致甘蒙柽柳居群迁移扩散的重要因素。

【目的】琼岛杨是我国热带地区发现的一种杨树,至今其分类和进化鲜有报道。本研究旨在通过三代全长转录组测序等方法了解琼岛杨在杨属中的分类与进化。【方法】基于Pacbio Sequel测序技术获取的热胁迫下琼岛杨、加杨和小叶杨完整全长转录本数据,通过直系同源基因计算非同义替换值(Ka)、同义替换值(Ks)及Ka/Ks值,比较直系同源基因在热胁迫下的表达模式,并结合毛果杨和簸箕柳的直系同源基因,构建了5个树种的进化树来分析杨树亲缘关系。通过克隆琼岛杨核基因(nrDNA:UDP-SQ和POPTRDRAFT_575699)和叶绿体基因(cpDNA:atpⅠ和trnF),分析基因序列在琼岛杨种群中的多态性,计算琼岛杨种内遗传距离,及与19个树种(5个杨树组和1个类外群组)的种间遗传距离。基于最大似然法和最小进化法构建了琼岛杨与19个树种的进化树,以分析琼岛杨在杨属的亲缘关系。【结果】三代转录组测序共获得660组琼岛杨、小叶杨和加杨的直系同源基因,Ks平均值为0.150 5,峰值为0.02,Ka/Ks <1,占比97.27%,这显示了3种杨树较近的亲缘关系。直系同源基因表达模式分析发现,3种杨树在热胁迫下具有相同的表达模式。利用遗传距离法计算琼岛杨与19个树种中atpⅠ、trnF、UDP-SQ和POPTRDRAFT_575699等4种基因遗传距离的平均值,发现琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系,平均值为0.011。【结论】基于三代全长转录组测序获得的直系同源基因分析显示出,琼岛杨与其他杨树具有较近亲缘关系。克隆cpDNA和nrDNA基因,计算遗传距离和构建的进化树均表明琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系。cpDNA的多态性以及进化分支置信度明显高于nrDNA,表明在琼岛杨中cpDNA比nrDNA基因更具备物种鉴别能力。

用核基因组rDNA的内转录间隔区(ITS)和叶绿体rbcL基因对小球藻属(Chlorella)6株小球藻的种间和种内关系进行了分析。克隆序列与GenBank数据库检索到的相关小球藻序列(ITS和rbcL序列各为15条)一起进行比较分析。结果显示:ITS序列长度在小球藻种内高度保守,在种间变异较大;而rbcL序列长度在种间和种内水平都高度保守。15株小球藻ITS序列间遗传距离在0.000~0.663之间;而15株小球藻rbcL序列间距离在0.000~0.216之间。6株实验藻中原始小球藻F-2与蛋白核小球藻F-5、F-9近似种内关系;蛋白核小球藻820与普通小球藻Cvq亲缘关系极近;椭圆小球藻C...

槭叶铁线莲是分布于北京附近低山峭壁之上的特有濒危植物,其分布区域狭窄。在传统分类处理中将槭叶铁线莲置于绣球藤组中,但是其形态特征、地理分布及生长环境与组中其他种类有较大差异。本文根据核核糖体DNA中的ITS序列片段和3个叶绿体DNA序列片段(atpB-rbcL间隔区、psbA-trnQ间隔区和rpoB-trnC间隔区),采用最大简约法(MP)和贝叶斯法(Bayes)构建铁线莲属系统发育关系,从而探讨槭叶铁线莲在属中的系统位置问题。结果表明:1)单独的ITS片段和叶绿体片段分析所得到的系统树分辨率较低,而合并分析可以得到相对较高的分辨率和支持率。2)铁线莲属与锡兰莲属共同组成一单系类群,二属应予...

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。

利用通用引物,采用PCR技术从24个鸢尾样品中扩增了叶绿体基因组trnL-F间隔区的DNA片段,进行了序列测定,序列长度为1003～1113bp,比较长度为954bp,其中共有92个位点发生了单个碱基的置换,14个位点发生了缺失,因此有进化意义的位点共106个,约占总序列比较长度的11.11%。运用DNAMAN软件分析了这些鸢尾的亲缘关系,可分为2个相对独立的大组。第一大组可以分为2组:3个种源马蔺关系很近形成一组,粗根鸢尾、溪荪和喜盐鸢尾聚成一组。第二大组也分为2组:6个种源的马蔺与野鸢尾聚在一起,再和小鸢尾聚成一组;3个种源的鸢尾、高原鸢尾、德国鸢尾、矮鸢尾、野鸢尾、扇形鸢尾、红籽鸢尾和I...

【目的】多脉铁木是中国特有种,为浙江省珍稀濒危野生植物和极小种群保护对象。在浙江,多脉铁木的野生植株数量极其稀少,低龄个体极少,种群面临衰退。叶绿体基因组在进化过程中相对保守,可为亲缘关系分析和系统发育研究提供有用信息。本研究在组装叶绿体基因组的基础上,对序列特征进行分析,以明确多脉铁木叶绿体基因组的大小、结构和基因组成等信息;通过系统发育分析,明确其与近缘种的关系和分类地位。【方法】利用CTAB法提取多脉铁木的基因组DNA,并构建测序文库,用Hi Seq X Ten进行高通量测序,策略为双端测序;借助Novo Plasty组装叶绿体基因组;用PCR方法克隆边界序列并进行测序验证; SSR的检测采用MISA软件;利用PhyML 3. 0构建系统发育树。【结果】去除接头和低质量的序列,共得到19 869 412条clean reads。序列组装结果表明,多脉铁木叶绿体基因组的全长为159 583 bp,具一个典型的四分体结构,大单拷贝区、小单拷贝区及反向重复序列的长度分别为88 514、18 953、26 058 bp。多脉铁木叶绿体基因组中共有131个基因,其中蛋白编码基因85个、tRNA基因36个、rRNA基因8个,其中的ycf1和ycf15为假基因,它们的序列长度均短于正常基因。多脉铁木叶绿体基因组上共有58个SSR,其中单碱基重复有53个。序列比对结果表明,多脉铁木与天目铁木的相似性最高,达99. 1%,与铁木的相似性最低,为98. 7%。构建系统发育树的最佳模型为GTR+G+I,其中的AIC(赤池信息标准)和BIC(贝叶斯信息标准)分别为556 643. 629 64和556 954. 642 07。系统发育分析结果表明,12种植物在发育树上可分为两大组,桦木族的日本桤木和红桤木聚为一组,榛族的10种植物聚于另一组;多脉铁木与铁木属其他3个种聚于同一分支,支持率均为100%。【结论】在高通量测序的基础上,组装完成多脉铁木的叶绿体基因组,它与天目铁木、毛果铁木和铁木叶绿体基因组的相似性较高,在系统发育树上聚为一组。多脉铁木叶绿体基因组的组装、序列比对和系统发育分析,可为后续开展遗传结构和群体遗传多样性研究奠定基础。

[目的]为解决濒危物种钻天柳在杨柳科中分类学位置的争议。[方法]本研究通过二代测序技术,从头测序、拼接得到钻天柳叶绿体基因组全序列,并与已发表的9种杨属植物和4种柳属植物的叶绿体基因组全序列进行比较,采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推断法分析了这些物种的系统发育关系。[结果]研究发现:钻天柳总基因组为155 661 bp,由长度为84 536 bp的长单拷贝(LSC)区域和16 215 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及一对分隔开它们的27 455 bp的反向重复序列(IRS)组成。钻天柳叶绿体基因组总GC含量为36.68%,共有113个不同的基因,包括79个蛋白质编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因,其中,有20个基因分布于反向重复区;在所有基因中,有14个基因包含1个内含子,3个基因(rps12、clpP、ycf3)内含有2个内含子;系统发育分析以100%的支持率将钻天柳与柳属黄花柳亚属的2个物种聚为一支,杨属的所有物种聚为另一支。[结论]本研究首次组装并注释了钻天柳叶绿体基因组全序列,并明确支持钻天柳并入柳属,而非单独成属,这将为钻天柳甚至杨柳科的系统进化研究提供重要参考。

[目的]筛选出高变异率的叶绿体DNA序列,以进行血皮槭天然群体的谱系地理学研究。[方法]以血皮槭16个天然群体为试材,对叶绿体基因组20个非编码区序列进行测序研究,并利用筛选出的高变异率cpDNA序列初步分析了其遗传变异。[结果]序列比对和系统发育分析结果显示血皮槭cpDNA种内变异非常低,9个cpDNA序列检测到不同程度的变异位点,其中只有4个序列psbJ-petA、ndhF-rpl32、trnD-trnT和trnH-psbA表现出较高的变异水平。[结论]筛选出的4个高变异率cpDNA序列,可以在分子水

在柽柳cDNA文库测序中获得了dir基因的全长cDNA序列,去除PolyA后,该基因全长为724bp,其中5′非翻译区26bp,3′非翻译区143bp,开放阅读框(ORF)长555bp,编码184个氨基酸.基因编码蛋白的分子量为19·69kD,理论等电点为6·96·疏水性分析表明,蛋白的前41个氨基酸为亲水性的.dir基因编码的蛋白质参与木质素的形成,与植物体的病菌防御有关.该基因的Genbank登录号为DQ462418(基因)和ABE73781(蛋白).

【目的】对黄槽毛竹Phyllostachys edulis f. luteosulcata叶绿体基因组进行组装、注释和分析，并与其他毛竹Ph.edulis种下分类群比较叶绿体遗传信息差异和系统进化关系。【方法】利用高通量二代测序数据组装了黄槽毛竹的叶绿体基因组序列并进行了基因结构注释，通过生物信息学分析软件进行其组成、密码子偏好性、重复序列等分析。通过序列比对和系统进化分析，比较不同毛竹种下分类群的系统进化关系和基因组序列差异。【结果】黄槽毛竹的叶绿体基因组是长度为139 678 bp，包含132个基因的双环DNA；包含蛋白质编码基因85个、核糖体RNA (rRNA) 8个和转运RNA (tRNA) 39个。该基因组的最优密码子偏好使用以A/U碱基结尾，包含49个重复序列、55个简单重复序列(SSR)位点，其中简单重复序列最多的类型为A/T。利用叶绿体基因组序列构建的系统发育分析显示：黄槽毛竹与其他毛竹种下分类群共同组成单系分支，且与毛竹原变种Ph. edulis var. pubescens亲缘关系最近。基于7个毛竹种下分类群的叶绿体基因组序列和编码基因特征分析显示：毛竹种下分类群之间存在着编码基因数量和结构差异，编码区和非编码区存在较低程度序列变异。【结论】首次对毛竹种下分类群的叶绿体基因组进行比较分析，并揭示了这些种下分类群存在着一定程度的序列差异。这些变异资料可以用于毛竹种下分类群的鉴定比较。图5表2参27

以剑麻栽培种H.11648叶绿体基因组为对象,利用Codon W、CUSP、SPSS等软件分析其中的52条蛋白质编码序列的密码子使用特征.结果表明,剑麻H.11648叶绿体基因组编码序列的有效密码子数(Nc)分布于41.34～61.00,其密码子偏好性较弱;第3位碱基GC含量为30.22%,且其叶绿体密码子第3位偏好使用嘧啶;有效密码子数与GC3的相关性达到极显著水平.中性绘图、PR2-plot分析和Nc-plot绘图分析结果表明,剑麻H.11648叶绿体基因组密码子的使用偏好性是受到突变和选择等多重因素共同作用影响而形成的.

【目的】探讨无籽刺梨及其近缘种之间的系统发育关系，为蔷薇属植物后期分子鉴定和群体遗传研究奠定基础。【方法】从NCBI数据库下载了6种植物的叶绿体基因组序列，包括无籽刺梨和其近缘种。利用生物信息学方法对这些基因组序列进行了研究，包括基因组结构、重复序列、高变区序列以及基于叶绿体全基因组序列的系统发育关系。【结果】6种植物的叶绿体基因组呈环状四分体结构，其长度为156 561～156 749 bp,平均GC含量均为37.2%,且6种植物基因组的反向重复(inverted repeat, IR)区未表现出明显的扩张和收缩。在对蔷薇属植物叶绿体基因组序列进行比较分析时，筛选出了7个高变区序列，包括trnK-trnQ、psbM-trnY、ycf3-rps4、rps4-trnL、psbE-petG、rpl16 intron和ycf1。这些序列可作为候选标记，用于进一步研究蔷薇属植物的系统发育。同时，利用叶绿体全基因组序列重建了蔷薇属植物的系统发育树。结果表明，无籽刺梨和刺梨是独立的2个种类，其中无籽刺梨与贵州缫丝花有较近的亲缘关系，而刺梨与单瓣缫丝花有较近的亲缘关系。【结论】无籽刺梨及其近缘种之间叶绿体基因组结构高度相似，单拷贝区核苷酸多样性高于重复区。

【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。