发布日期：2024-10-06 12:29 点击次数：118
长柄扁桃Amygdalus pedunculata，汉文名野樱桃、毛樱桃，多年生灌木，耐寒抗旱，为蔷薇科李亚科桃属扁桃亚属植物，主要分散于中国西北部与毛乌素沙地，是分娩生物柴油、活性炭、高品性食用油、卵白粉、甘油、苦杏仁苷等居品的迫切原料和我国重心发展的12种木本油料作物之一；长柄扁桃油是我国新资源食物原料[1-4]。长柄扁桃属于重心保护植物、濒危植物[5-8]和药食同源植物[9-10]。筹议发现长柄扁桃种仁含有苦杏仁苷[11]和多种不实足脂肪酸[12]。苦杏仁苷具有阻挠肿瘤和炎症、组织器官纤维化等多种药理功能[13]。不实足脂肪酸可缓解动脉粥样硬化并有裁汰血脂作用[14-15]。长柄扁桃生态效劳权贵，具有防风固沙强健荒凉地区脆弱生态系统的作用[2-3， 6， 16]。筹议长柄扁桃叶绿体基因构成和系统地位对保护和配置应用濒危植物有迫切的学术价值。植物是分娩者，叶绿体为光相助用方位，主要存在于植物绿色部位[17]。叶绿体基因组中有光相助用、能量代谢、同化或未知等多种类型基因[18-20]。叶绿体基因组是筹议高等植物物种造成、种质资源遗传各类性和基因工程期间等方面表面基础和现实材料。长柄扁桃属于蔷薇科桃属Amygdalus，近缘植物的叶绿体基因组多有被报说念[21-28]。东说念主参Panax ginseng[29]、丹参Salvia miltiorrhiza[30]叶绿体基因组已被顺利拼装。叶绿体基因组序列在揭示物种造成发祥、物种之间亲缘干系方面遥远具有迫切价值[31-33]。长柄扁桃是濒危保护植物、优良木本油料植物、药食同源植物和园林不雅赏植物，具有越过迫切的经济价值和应用价值。本筹议以原料植物长柄扁桃为材料，通过二代测序，取得其叶绿体基因NCBI登录号MG602257[28]。从叶绿体基因序列结构特征、密码子组要素析和IR/SC范围等方濒临长柄扁桃的叶绿体基因组进行对比分析，基于全叶绿体基因组数据构建进化树www.kk44kk.net，以期为濒危物种长柄扁桃叶绿体基因工程、分子遗传变异、种质资源配置提供一定表面基础和现实依据。
1 材料与设施 1.1 长柄扁桃叶绿体基因高通量测序磨砺材料为毛乌素沙地当然分散区的长柄扁桃野生助长植株。网罗长柄扁桃极新幼嫩叶片，于Illumina平台建库高通量测序，在NCBI网站()注册得到A. pedunculata叶绿体基因序列登录号。
1.2 长柄扁桃叶绿体基因组学分析诈欺MEGA5.5[34]、BioEdit[35]、Geneious[36]、Mafft7.037[37]、IRscope (https://irscope.shinyapps.io/irapp/)和CodonW1.4.2软件[38-40]对NCBI中长柄扁桃叶绿体基因组序列特征进行分析。
1.3 长柄扁桃叶绿体基因组系统发育分析取舍MEGA5.5与Geneious软件，以Kimura-2为参数基于1 000次Bootstrap value构建络续法(Neighbor-joining，NJ)系统进化树。
浆果儿 女同 2 成果与分析 2.1 长柄扁桃高能量测序基因序列注册情况本次高通量测序获取注册号MG602257www.kk44kk.net，与NCBI中登录号NC_037850为吞并序列。
2.2 长柄扁桃叶绿体基因组学分析 2.2.1 叶绿体基因组基本特征与范围情况将MG602257、KY101153、MG869261[27]长柄扁桃叶绿体基因组结构与序列情况进行分析比对(图 1–2与表 1)。从图 1中可不雅察到，长柄扁桃的叶绿体基因组呈现典型的4分区域结构，即大单拷LSC、SSC以及两个大小疏导反向相通区IR。3条长柄扁桃叶绿体基因基本特征信息见表 1。长柄扁桃叶绿体基因组总长度MG602257 < MG869261 < KY101153，分裂为157 851 bp、157 873 bp和157 948 bp。叶绿体基因4分区域结构中SSC与IR长度较LSC长度小，LSC长度频频最大。长柄扁桃叶绿体基因组LSC长度MG602257 < MG869261 < KY101153，分裂为86 052 bp、86 074 bp和86 144 bp。SSC长度变化互异不大，MG602257=MG869261 < KY101153，分裂为19 029 bp、19 029 bp和19 056 bp。IRa与IRb长度疏导，长柄扁桃叶绿体基因组IRa长度MG602257与MG869261疏导，但均大于总长度第一的KY101153，分裂为26 385 bp、26 385 bp和26 374 bp。长柄扁桃叶绿体基因总长度序列差22–97 bp，在LSC区长度变化最大，IR区长度变化最小，3个叶绿体基因组中SSC区与IR区长度相对强健；长柄扁桃的序列A/T/C/G含量以及AT含量数值疏导；编码的基因数量129–131个，外显子数量和tRNA、rRNA基因数量在MG602257、MG869261和KY101153无互异。从长柄扁桃现存3条叶绿体基因组长度变化分析来看，其总长度变化国法与分区变化国法无筹商性。LSC区变化相对更多，但SSC区与IR区长度保守，在MG602257与MG869261两个叶绿体基因组中两个区域长度均疏导。
长柄扁桃3个叶绿体基因组的IR/SSC区的范围如图 2所示。长柄扁桃在IR区范围处情况具有疏导点，即MG602257、MG869261和KY101153在JLB/JSB/JSA/JLA四个范围有疏导的基因类型和成列门径，分裂为LSC/IRb的rpl22、rps19和rpl2，LSC/IRa的rpl2、rps19和trnH，IRb/SSC的ycf1，SSC/IRa的ndhF。长柄扁桃rps19基因横跨IRb/LSC范围区，rps19基因在MG602257、MG869261和KY101153总长279 bp，长度疏导；MG602257和MG869261的rps19基因均在JLB区参加IRb区的长度为187 bp；而在KY101153中，rps19基因参加IRb区的长度为182 bp；即rps19基因在MG602257与KY101153中，弘扬不同；rps19基因在IR区占据比例较LSC区多，rps19基因长度总差值在3个叶绿体基因组为0，但在IRa区中膨胀差值有5 bp。长柄扁桃ycf1基因在MG602257、MG869261和KY101153横跨IRb/SSC范围区，ycf1基因长度不同，总长分裂为5 657、5 588、5 684 bp；ycf1基因长度大小与总叶绿体基因组总长变化趋向疏导，可能具有正筹商性。在LSC/IRa范围JSA中，ndhF基因在MG602257、MG869261中总长度疏导均为2 237 bp，弘扬疏导，均膨胀到IRa区18 bp；ndhF基因在KY101153总长度小一些，为2 228 bp，膨胀到IRa区2 bp。总体上，MG602257与MG869261在范围基因相似性大于KY101153。
2.2.2 叶绿体基因组突变情况核苷酸替换情况和插入缺失在物种进化流程中有越过迫切的影响，是分子变化和演化的基础。对长柄扁桃叶绿体基因组的3个序列突变情况进行分析(图 3–5)，共检测到149个突变位点，其中93次为替换事件，56次为插入缺失事件，未发现序列中有小倒位事件。如图 3所示，替换事件发生的主要区域在LSC区的基因间隔区，占总体数量42%，为39次；其次是SSC区的卵白编码区，为13次。在SC区中整个发生了82次，占88.2%，IR区中发生替换11次，占11.8%。阐明SC区较IR区易发生序列变化，IR区较SC区保守。KY101153序列中有89次替换事件，发生次数宽阔于MG869261，因此，在长柄扁桃3个序列中，MG869261可能与MG602257较KY101153有更高同源性。图中透露转念较颠换发生次数多。KY101153序列中转念发生53次，比颠换多了17次。在SSC区中CDS发现13次替换事件，其中转念发生9次，为颠换发现次数的2.25倍，阐明长柄扁桃叶绿体序列中，转念较颠换发盼望率较大。
长柄扁桃3个序列中插入缺失情况不同。如图 4所示，KY101153、MG869261与MG602257发生次数分裂为44、5、7，对应百分比分裂为79%、9%、12%。KY101153中Indels发生在序列的LSC区、SSC区和IR区；MG869261与MG602257一都分散在LSC区。Indels主要发生在序列的LSC区，发生次数为47，达到84%。图 5透露了长柄扁桃的叶绿体基因组插入缺失类型与数量。共有11种类型，即1、2、3、4、5、6、7、14、15、20、23、27 bp。由图 4不错看到，1 bp为主要类型，其中插入发生数量为12个，缺失发生数量为19个。14 bp至23 bp类型则发生数量均只消1次。
2.2.3 叶绿体基因组密码子构成通过Mega5.5、CodonW软件对长柄扁桃叶绿体基因组的密码子构成进行分析。RSCU > 1，阐明该密码子的使用频率较高；RSCU=1，该密码子无使用偏好性[40]。成果标明(图 6–7)，MG602257序列中有52 617个密码子，UUU编码苯丙氨酸，有2 344个，是数量最多的密码子；CGC编码精氨酸，有262个，是数量最少的密码子；编码亮氨酸的密码子数量最多，达到5 135个，占一都密码子总量的9.76%；编码色氨酸的密码子有691个，数量最少，仅占总量1.31%。MG602257密码子RSCU > 1的类型有31个，其中以A/T碱基牺牲的有26个，占总和盘算83.87%，标明编码长柄扁桃的密码子偏向以A/T牺牲。KY101153共有52 649个密码子，在统统密码子中，UUU最多，有2 293个；而CGC最少，只消255个；UAA是最常用的休止密码子，其数量为1 381个，高于UAG (789个)和UGA (1 005个)。MG869261共有52 624个密码子，在统统密码子中，相似是UUU数量最多，有2 319个；而CGC类型的密码子最少，只消255个；UAA数量为1 415，高于UGA和UAG的数量。长柄扁桃3个叶绿体序列的密码子使用情况在图 6与图 7折线图中有相似的变化逶迤，透露出高度保守性。
2.3 系统发育长柄扁桃和同属物种榆叶梅是多倍体植物，分类地位一直有争议[41-44]。在分子系统学中，高等植物叶绿体基因是筹议植物分类中可依赖的材料。为申报长柄扁桃在扁桃亚属上的系统进化位置和与近缘种的亲缘干系，本筹议考取NCBI中一都已有的长柄扁桃叶绿体基因组，加上已公布的共9个物种的13条叶绿体基因组序列为筹议对象构建进化树。考取的植物物种叶绿体基因组具体情况如表 2所示。以MEGA5.5和Geneious软件构建NJ进化树如图 8所示。图 8中成果透露长柄扁桃MG602257、MG869261和KY101153三条序列聚为一支，KY101153与榆叶梅聚为一小支，透露长柄扁桃和榆叶梅亲缘干系把握，筹议成果与董山对等学者论断一致[4， 41-44]。
3 推敲长柄扁桃是濒危的重心狡计发展的木本油料植物，是分娩生物柴油和高级食用油及医药原料起原物种，具有越过迫切的配置价值。本筹议通过二代高通量测序期间得到了NCBI登录号为MG602257的长柄扁桃叶绿体全基因序列。诈欺生物信息学设施，对NCBI中长柄扁桃统统的叶绿体基因组进行结构、序列特征和IR/SC区的范围情况对比分析。基于长柄扁桃一都叶绿体基因序列，构建NJ系统进化树。筹议发现长柄扁桃MG602257叶绿体基因组全长157 851 bpwww.kk44kk.net，分为经典4个区域(1个LSC、2个IR和1个SSC)，3个长柄扁桃叶绿体序列长度收支最少在22 bp，最多达97 bp。IR与SSC序列长度变化较少。长柄扁桃统统叶绿体基因组详确基因类型中，外显子数量疏导，均为32个。3个长柄扁桃叶绿体序列中SC区较IR区易发生序列变化，IR区较SC区保守。替换事件发生为93次，主要区域在LSC区的基因间隔区，占总体数量42%；其次是SSC区的卵白编码区，为13次。在SC区中整个发生了82次，占88.2%。高等植物叶绿体基因组可独处构建果然的植物系统发育进化树。本筹议构建的系统发育树透露长柄扁桃与榆叶梅物种亲缘干系较近。由于面前对于长柄扁桃以过头近缘种的叶绿体全基因组数据越过有限，因此，需要获取更多筹商叶绿体基因组序列智商后续更雅致深远筹议。长柄扁桃是濒危物种，同期是优良的分娩原料物种，应加强对其生物各类性和遗传各类性的保护。本次筹议为长柄扁桃物种保护、系统演化、叶绿体基因工程和种质资源配置应用方面提供筹商现实数据和表面依据。
