Page 175 - 《广西植物》2023年第10期
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10 期 赵渊祥等: 猴樟叶绿体基因组特征分析 1 9 2 9
(Lindera chunii) ( Tian et al.ꎬ 2019)、鳄梨( Persea 维持植物光合作用和环境胁迫下的光保护时发挥
americana)(Song et al.ꎬ 2016) 等其他樟科植物重 积极作用(Peng et al.ꎬ 2011)ꎬ表明 ycf1 和 ndhF 受
复序列特征相似ꎮ 猴樟叶绿体基因组 SSR 位点主 环境选择作用较为明显ꎬ因此二者在系统发育研
要分布在单拷贝区( LSC 和 SSC)ꎬ其中 LSC 区占 究中被认为是较有前途的叶绿体基因组条形码
比最多ꎬ与 猴 欢 喜 ( Sloanea sinensis) ( 王 一 麾 等ꎬ (Amarꎬ 2020)ꎮ 综上结果可为樟科树种亲缘关系
2021)、长柄水青冈( Fagus longipetiolata) ( Liang et 的鉴定提供新依据ꎮ
al.ꎬ 2021)等被子植物的研究结果一致ꎮ 此外ꎬ所 本研究利用 NCBI 公布的樟亚科主要属的物
有的 SSR 位点中ꎬA / T、AT / TA、AAT / TAT、AAAT / 种叶绿体基因组ꎬ通过系统进化分析确定猴樟在
TAAA 等 A / T 重复类 SSR 占总数的 85.8%ꎬ与其 樟科植物中的进化地位和亲缘关系ꎮ 猴樟与樟树
他樟科植物的研究结果类似( Song et al.ꎬ 2016ꎻ
亲缘关系最近ꎬ同时与檫木属的檫木、台湾檫木ꎬ
Tian et al.ꎬ 2019)ꎮ 在基因组中 GC 含量越低则表 以及樟属肉桂组的肉桂和刀把木可聚为一支ꎬ与
示 DNA 的稳定性越低ꎬ因此ꎬ较多的 A / T 重复类 Zhang 等( 2021) 的 研 究 结 果 一 致ꎮ 参 考 Song 等
SSR 可能产生更多的突变位点ꎬ这些 SSR 位点可
(2020)基于叶绿体基因组对樟科的分类ꎬ将 8 个
进一步开发为樟属乃至樟科植物种内遗传变异和
分 支 命 名 为 Laurus ̄Neolitsea 分 支、 Cinnamomum ̄
物种鉴定的分子标记ꎮ 猴樟叶绿体基因组高频密
Ocotea 分支、Machilus ̄Persea 分支、Neocinnamomum
码子有 30 个ꎬ其中 A / T(U)结尾的占 86%ꎬ这与樟
分 支、 Caryodaphnopsis 分 支、 Cryptocarya 分 支、
树叶绿体基因密码子偏好性的研究结果相似( 秦
Beilschmiedia 分支、Syndiclis 分支ꎮ 其中ꎬ樟属 -甜
政等ꎬ2018)ꎬ表明叶绿体基因组密码子第三位碱
樟属分支( Cinnamomum ̄Ocotea Clade) 包括樟属和
基存在不对称性ꎬ更加偏好使用 A / T(U)碱基ꎮ 此
檫木属ꎻ月桂属、木姜子属、黄肉楠属、山胡椒属和
外ꎬ鸟嘌呤和胞嘧啶碱基在密码子第三位出现频
新木姜子属归为月桂属-新木姜子属分支( Laurus ̄
率(GC3s) 明显较叶绿体基因组 GC 含量低ꎬ与山
Neolitsea Clade)ꎬ 与 Zhang 等 ( 2021 ) 和 田 永 靖
胡椒属 ( Zhao et al.ꎬ 2018)、 木 姜 子 属 ( Zhang et
(2021)基于叶绿体基因组的研究结果相似ꎮ 润楠
al.ꎬ 2021)物种研究结果类似ꎬ表明猴樟叶绿体基
属-鳄梨属分支( Machilus ̄Persea Clade) 包括楠属、
因组密码子更加偏好 A / T 碱基ꎮ
鳄梨属、油丹属、润楠属和赛楠属ꎬ该结果支持了
本研究中ꎬ6 个树种 IR 区相差较小ꎬ边界基因
分布基本一致ꎮ 位于 SSC、LSC 与 IR 边界的基因 Song 等( 2020) 的研究ꎮ 此外ꎬKostermans( 1957)
基于表型特征将樟属、檫木属、新樟属划分为樟亚
分别为 ycf1 和 ycf2ꎬ没有出现明显的重排现象ꎬ与
族ꎻ而本研究中猴樟所在的樟属与新樟属关系较
田永靖(2021)对 34 种樟科植物叶绿体基因组的
研究结果一致ꎬ表明樟科植物叶绿体基因组的结 远ꎬ对 IR 边界的分析也支撑这一结果ꎬ即猴樟与
新樟的 ycf1 和 ndhF 基因存在较大的差异ꎬ而这两
构具有较高的相似度ꎬ在进化上有密切的联系ꎮ
被子植物中ꎬ假基因 ycf1( ψycf1) 和 ycf2( ψycf2) 等 个基因在系统发育中有重要的作用ꎬ这些结果表
明新樟在进化过程中受环境选择压力作用在叶绿
通常 是 由 IR 区 的 扩 张 与 收 缩 产 生 ( Gu et al.ꎬ
2019)ꎬ本研究中 ψycf1 在肉桂和大叶新木姜子中 体基因组上表现出了较为明显的变异ꎮ Wang 等
缺失ꎬψycf2 在肉桂、大叶新木姜子和猴樟中均缺 (2010) 基 于 A ̄trnH、 trnK 和 ITS 等 序 列ꎬ Li 等
失ꎮ 相比其他 5 个物种ꎬ新樟 ycf1 基因出现片段 (2016)结合 RPB2、LEAFY 和 ITS 序列以及田永靖
缺失ꎬndhF 则完全缺失ꎮ 此外ꎬ6 个物种 ycf1 长度 (2021)基于叶绿体基因组的研究结果均表明ꎬ新
差异较大ꎬ主要表现为位于 SSC 区的长度变异明 樟属与樟属、檫木属分开ꎬ在分类上应该具有独立
显ꎮ 之前的研究表明ꎬycf1 和 ndhF 等基因缺失和 的地位ꎬ本研究所得结果也支撑了这一结论ꎮ 综
上所述ꎬ本文解析了猴樟叶绿体基因组的结构、基
插入 的 频 率 明 显 高 于 平 均 水 平 ( Daniell et al.ꎬ
2016)ꎮ ycf1 基因对植物的生存能力至关重要ꎬ其 因数量、重复序列、密码子偏好等特征ꎬ分析了猴
在 SSC 区 部 分 具 有 较 高 的 序 列 变 异 性 ( Dong et 樟在樟亚科的地位以及樟亚科植物的系统发育关
al.ꎬ 2015)ꎬndhF 基因编码叶绿体 NAD(P) H 脱氢 系ꎬ为进一步研究猴樟的系统进化和育种研究提
酶(NDH)复合体的一个亚基ꎬ叶绿体 NDH 蛋白在 供了理论依据ꎮ