十种报春花属植物的叶绿体基因组研究
报春花属（Primula）隶属于报春花科（Primulaceae），是该科最大的属。该属约有500多个物种，主要分布在北半球的温带和寒带地区。报春花属的属内种间系统发育问题长期存疑，主要是由于频繁的种间杂交和基因渐渗产生了具有形态变异的物种。叶绿体基因组具有长度小，单亲遗传，核苷酸替换率低，基因含量和基因组结构保守等特点，因此被认为是研究系统发育问题的有力工具。本研究我们组装并注释了秦巴点地梅（Androsacelaxa）、陕西报春（Primulahandeliana）、岷山报春（Primulawoodwardii）以及阔萼粉报春（Primulaknuthiana）四种植物的叶绿体基因组，同时运用生物信息学手段对现有的十种报春花属植物（包括已公布的七种）的叶绿体基因组进行比较分析，并对报春花属植物进行基于叶绿体基因组的系统发育分析。我们的研究为该属的进一步系统发育研究奠定了基础，提供了更多序列资源，同时也为阐明该属植物叶绿体基因组进化规律提供了研究基础。本研究的主要内容及结果如下： 1.秦巴点地梅（Androsacelaxa）的叶绿体基因组序列分析 秦巴点地梅叶绿体基因组总长度为151,942bp,呈典型的四分体结构：大单拷贝区（LSC,83,078bp），小单拷贝区（SSC,16,924bp）,和两个反向重复区（IRs,25,970bp）。整个叶绿体基因组编码132个基因，其中包括87个蛋白编码基因、37个tRNA基因以及8个rRNA基因。这些基因中,15个基因有一个内含子,3个基因有2个内含子。7个蛋白编码基因、7个tRNA基因以及4个rRNA基因在IRs区有两个拷贝。叶绿体基因组的总GC含量是37.3%，LSC、SSC和IRs的GC含量分别是35.2%、30.9%和42.7%。此外，在秦巴点地梅叶绿体基因组中总共识别出44个重复序列和65个SSRs。 2.报春花属（Primula）植物的比较叶绿体基因组学分析 十种报春花属植物叶绿体基因组总长度在150,785bp到153,757bp之间。它们的叶绿体基因组像大多数被子植物的叶绿体基因组一样呈典型的四分体结构：大单拷贝区（LSC;82,048-84,479bp）、小单拷贝区（SSC;17,568-17,896bp）和两个反向重复区（IRs;25,182-25,855bp）。它们编码130-132个基因，其中包括85-86个蛋白编码基因、37个tRNA基因以及8个rRNA基因。十种报春花属叶绿体基因组在基因含量、基因顺序、GC含量以及密码子使用方面表现出显著相似性。共线性分析结果显示报春花属叶绿体基因组中没有重排现象。在十种报春花属叶绿体基因组中识别出26-45个重复序列以及36-61个SSRs。观察到十种报春花属叶绿体基因组中存在适度的序列分化，并且编码区比非编码区保守，IRs区比SCs区保守。十种报春花属叶绿体基因组在IR/SC边界存在较明显差异。 3.报春花属（Primula）植物系统发育分析 为了确认报春花属的系统发育位置，我们用31条叶绿体基因组序列的76个共有的蛋白编码基因、蛋白编码基因密码子的第（1+2）位以及密码子第3位来进行系统发育分析。结果均表明十种报春花属植物形成单系枝，并与点地梅属亲缘关系最近相比于报春花科其他物种。因此，在报春花属内系统发育分析时用秦巴点地梅作为外类群。随后，用六个数据集（wholecpgenome,protein-codingregions,LSC,SSC,IRs,andintrons&intergenicspacers）来分析报春花属内系统发育关系。结果产生了两种树形结构，主要是阔萼粉报春和黄花九轮草这一小枝的位置不确定。
报春花属植物;叶绿体基因组;重复序列;序列分化;系统发育分析
西北大学
硕士
植物学
刘占林
2018
中文
Q949.773.2
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）