林业科学

作者：周晓君1,张凯2,彭正锋3,孙姗姗1,押辉远1,张延召1,程彦伟1

单位：1. 洛阳师范学院生命科学学院 洛阳 4719342. 河南小秦岭国家级自然保护区管理局 三门峡 4725003. 洛阳牡丹研究院 洛阳 471000

关键词：芍药属,矮牡丹,高通量测序,叶绿体基因组,SSR位点,IR边界分析

基金：国家自然科学基金项目(31870697);河南省自然科学基金项目(182300410085)

目的: 中国特有的野生牡丹一直被国内外视为珍贵的种质资源。野生矮牡丹被认为是现代栽培牡丹品种重要的祖先种之一，开展矮牡丹在内的芍药属植物叶绿体基因组（cp DNA）特征分析对阐明牡丹系统进化、培育和改良栽培品种具有重要的理论与实践价值。方法: 在矮牡丹叶绿体高通量测序的基础上，从NCBI数据库下载凤丹牡丹、大花黄牡丹、滇牡丹、川赤芍和草芍药的cp DNA数据，利用Geneious 8.0、EMBOSS 6.4.0等软件，对芍药属6个种的cp DNA进行对比分析。结果: 矮牡丹cp DNA序列共152 628 bp，共有112个基因，使用25 988个密码子，编码蛋白78个；有19个基因（包括4个rRNA、7个tRNA、8个蛋白编码基因）在IR（反向重复）区重复。共搜索到143个SSR位点，单核苷酸重复基序位点最多，为116个（占81.12%），没有六核苷酸重复基序。尽管芍药属叶绿体基因组比较保守，但不同种间IR和LSC（大单拷贝区）的边界位置仍有一定变化，凤丹牡丹LSC/IR的rpl2基因有718 bp延伸至LSC区域，而其他种的rpl2基因均完整地位于IR区。结论: 从基因组大小和基因内容来看，芍药属cp DNA高度保守；草芍药与滇牡丹cp DNA最大，为152 698 bp；凤丹牡丹cp DNA最小，为152 153 bp。矮牡丹cp DNA蛋白编码基因密码子偏好使用A/T碱基，SSRs位点的碱基组成也偏好使用A/T碱基，143个SSRs位点中，A/T组成的位点有134个；矮牡丹cp DNA SSRs分布具有不均匀性，14个SSR位点位于IR区段，103个位于LSC区段，26个位于SSC区段。IR边界分析显示，芍药属LSC/IRb的边界变化是IR区扩张与收缩的主要原因。研究结果为芍药属植物的系统进化与栽培起源等研究提供支持，对芍药属植物分子标记开发及优良品种选育具有参考价值。

来源：2020年第4期

《林业科学》期刊编辑部

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