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在亚洲,植物黄芪(Astragalus membranaceus)是一种重要的药用植物。用于中药生产加工的主要是黄芪的两个变种,蒙古黄芪(A. membranaceus (Fisch.) Bunge var. mongholicus (Bunge) P.K. Hsiao)和膜荚黄芪(A. membranaceus (Fisch.) Bunge var. membranaceus)。黄芪的一些其他变种也经常被用于中药生产。因此为了规范生产和科学研究,急需开发可用于分辨不同黄芪变种的高分辨率的遗传标记。本研究中,使用第二代高通量测序技术对蒙古黄芪叶绿体基因组进行了测序和分析。测序平台为hiseq2000,黄芪叶绿体基因组短读序拼接使用Abyss软件,叶绿体基因组基因注释使用CPGAVAS软件,重复序列分析使用MISA软件、Tandem Repeats软件和REPuter软件。之后对组装注释后完整的黄芪叶绿体基因组进行系统进化分析和比较基因组学分析。组装后得到的完整蒙古黄芪叶绿体基因组全长为123,582bp。蒙古黄芪叶绿体基因组结构并不呈现典型的四段式结构,而是只具有单个反向重复拷贝(IR区)。蒙古黄芪叶绿体基因组编码110个基因,包括76个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。在使用PCR技术填补经组装得到的大片段之间缺口区的过程中,发现并验证了蒙古黄芪叶绿体基因组上5个种内的高可变位点,其中3个还表现出胞质异质性。进一步分析发现,蒙古黄芪叶绿体基因组于典型的被子植物叶绿体基因组相比较存在三个基因缺失的现象和两个大片段的倒位现象。对已公开完整叶绿体基因组序列的36种豆科蝶形花亚科植物的叶绿体基因组序列进行比较基因组学分析。结果显示,蝶形花亚科植物的叶绿体基因组在种间和种内水平具有动态变化的特点,这些变化包括大量的高可变位点、频繁的基因缺失和大片段序列的倒位现象。本研究对中药材黄芪重要的来源植物蒙古黄芪经行完整叶绿体基因组的测序组装并进行了分析。其研究结果为基于蒙古黄芪叶绿体基因组序列开发高分辨率分子标记奠定了基础,以满足黄芪的系统进化和群体遗传学研究需要。同时也有助于研究和了解被子植物,尤其是豆科蝶形花亚科植物叶绿体基因组复杂的进化历史。