密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性分析

摘要

【目的】分析密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性,为密花豆种质鉴定、分子育种及资源保护利用提供理论参考。【方法】利用高通量测序技术对密花豆的叶绿体基因组进行测序,结合生物信息学软件和工具对序列进行拼接、注释及序列特征和密码子偏好性分析,并通过构建系统发育进化树解析密花豆的进化地位。【结果】密花豆叶绿体基因组全长为152275 bp,是由83924 bp的大单拷贝(LSC)区、25113 bp的反向重复A(IRA)区、18125 bp的小单拷贝(SSC)区和25113 bp的反向重复B(IRB)依次排列而成的环状双链四分体分子。密花豆叶绿体基因组共注释到129个基因,包括84个蛋白编码基因(PCGs),8个rRNA和37个tRNA。密花豆叶绿体基因组在自然选择为主的多因素作用下,偏好使用以A或T结尾的密码子,最优密码子是GCT、AGA、CGA、AAT、TGT、CAA、GAA、GGT、CAT、ATA、TTA、AAA、TTT、CCT、TCA、ACT、TAT和GTT。从密花豆叶绿体基因组检测到117个SSR位点,由单、二、三、四核苷酸重复基元组成,其中以单、二核苷酸复基元数量较多,分别占SSR位点总数的50.4%和36.8%,且单、二、三、四核苷酸重复基元均以A或T及其组合为主。叶绿体基因组在密花豆属内和属间均存在较明显的碱基突变,密花豆与同属的美丽密花豆的叶绿体基因组序列相似性最高,说明二者亲缘关系最近。【结论】密花豆叶绿体基因组具有植物叶绿体基因组典型的结构特点,在密花豆属内及属间均有较好的鉴别效果,且其密码子偏好性是多因素共同作用的结果,其中自然选择是主要决定因素,但碱基突变以及其他因素对密码子使用偏好也有一定影响。