四川山胡椒叶绿体基因组特征及山胡椒属系统发育

摘要

【目的】四川山胡椒具有重要的药用价值,开展叶绿体基因组研究对山胡椒属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护具有重要的理论和实践意义。【方法】基于Illumina HiSeq 2000高通量测序平台进行测序,从头组装了完整的四川山胡椒叶绿体基因组,并对其基因组结构、基因构成及序列重复和系统发育进行分析。【结果】四川山胡椒叶绿体基因组全长152851 bp,呈典型的四分结构,共编码125个基因,其中蛋白编码基因81个,tRNA基因36个,rRNA基因8个;编码基因的鸟嘌呤和胞嘧啶碱基的出现频率GC3s为27.96%,21个最优密码子中有20个以A/U(T)结尾;27对长序列重复中,正向重复和回文重复分别占比44%和41%,长度为30 bp和33 bp的序列分别占44%和30%;181个SSR位点中,A/T单碱基重复占68%,位于基因间区的占55%;鉴定了6个高变区(petA-psbJ、trnH-psbA、petK-psbI、ccsA-ndhD、rpl32-trnL和ycf1);系统发育分析显示,山胡椒属分为5个聚类组,四川山胡椒与黑壳楠亲缘关系最近。【结论】四川山胡椒叶绿体基因组结构保守,偏好以A或U(T)结尾的密码子;鉴定的高变区和SSR位点可作为山胡椒属物种鉴定的DNA条形码。研究结果可为山胡椒属分子标记开发、系统进化研究及优良品种选育提供参考。