辽东丁香完整叶绿体基因组的结构与特征

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.013

植物研究 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (1): 120-130.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.013

辽东丁香完整叶绿体基因组的结构与特征

芦永昌¹^,², 张鑫¹^,², 张璐燕¹^,³, 王久利¹()

^1.青海省青藏高原植物化学重点实验室，西宁 810007
^2.青海省藏药创制工程技术研究中心，西宁 810007
^3.辽宁大学生命科学学院，沈阳 110036

收稿日期:2022-06-17 出版日期:2023-01-20 发布日期:2022-12-23
通讯作者: 王久利 E-mail:wang_jiul@163.com
作者简介:芦永昌（1965—），男，硕士，教授，主要从事藏药质量控制的研究。
基金资助:
青海省科技成果转化专项项目(2020-NK-171);青海民族大学高层次人才项目(2021XJG17);青海省“高端创新人才千人计划”

Complete Chloroplast Genome Structure and Characterization of Syringa villosa subsp. wolfii

Yongchang LU¹^,², Xin ZHANG¹^,², Luyan ZHANG¹^,³, Jiuli WANG¹()

^1.Key Laboratory of Plant Resources of Qinghai-Tibet Planteauin Chemical Research，Xining 810007
^2.Qinghai Tibetan-medicine Creation Engineering Technology Research Center，Xining 810007
^3.School of Life Sciences，Liaoning University，Shenyang 110036

Received:2022-06-17 Online:2023-01-20 Published:2022-12-23
Contact: Jiuli WANG E-mail:wang_jiul@163.com
About author:LU Yongchang（1965—），male，master，professor，major in Tibetan medicine quality control.
Supported by:
Scientific and technological Achievements Transformation Project of Qinghai Province(2020-NK-171);High-level Talent Program of Qinghai Minzu University(2021XJG17);Thousand High-end Innovative Talents Plan of Qinghai Province

摘要/Abstract

摘要：

为获得辽东丁香（Syringa villosa subsp. wolfii）叶绿体全基因组的基本特征，采用高通量测序技术分析了其叶绿体基因组序列信息，并讨论其系统演化位置。结果表明：（1）辽东丁香叶绿体基因组全长156 517 bp，具有典型的四分体结构；具有131个功能基因，包括36个tRNA基因、8个rRNA基因和87个蛋白质编码基因。（2）该叶绿体基因组蛋白编码区的总密码子偏好性（RSCU）分析显示，RSCU值>1的密码子有31个，其中以A/U碱基结尾的有21个；RSCU值<1的密码子有34个，其中以G/C碱基结尾的密码子有22个。（3）在辽东丁香的叶绿体基因组中，检测出334个散在重复序列，包括170个正向重复序列和164个回文重复序列；检测到227个SSR位点，其中226个位点成功设计出PCR引物。（4）最大似然法构建系统进化树分析显示，辽东丁香与云南丁香（S. yunnanensis）亲缘关系最近。本研究通过对辽东丁香叶绿体基因组重复序列、IR边界、系统发育等进行分析，为辽东丁香后续的分子标记开发、系统发育分析、物种资源鉴定评价、DNA条形码开发等提供参考。

关键词: 辽东丁香, 叶绿体基因组, 密码子偏好性, 重复序列, 系统发育

Abstract:

To clarify the basic characteristics of the complete chloroplast genome of Syringa villosa subsp. wolfii， the sequence information of chloroplast genome was analyzed by high-throughput sequencing technology， and its systematic evolution position was discussed. The results showed that：（1）The total length of the S. villosa subsp. wolfii chloroplast genome was 156 517 bp， which had a typical tetrad structure and had 131 functional genes， including 36 tRNA genes， 8 rRNA genes and 87 protein-coding genes respectively. （2）The relative synonymous codon usage（RSCU） analysis of the protein-coding region of the chloroplast genome showed that there were 31 codons with RSCU>1， of which 21 ended with A/U base； and there were 34 codons with RSCU<1， including 22 codons ending with G/C base. （3）In the chloroplast genome of S. villosa subsp. wolfii， 334 scattered repeats were detected， including 170 forward repeats and 164 palindromic repeats， and 227 SSR loci were discovered， and PCR primers were designed successfully for 226 of these loci. （4）Phylogenetic tree analysis based on the maximum likelihood method showed that S. villosa subsp. wolfii was the most closely to the S. yunnanensis. In this study， repeated sequences， IR boundaries and phylogeny of chloroplast genome of S. villosa subsp. wolfii were analyzed to provide reference data for molecular markers， phylogenetic classification， species identification and evaluation and DNA barcode development.

Key words: Syringa villosa subsp. wolfii, chloroplast genome, RSCU, sequence repeats, phylogeny

中图分类号:

S685.26

芦永昌, 张鑫, 张璐燕, 王久利. 辽东丁香完整叶绿体基因组的结构与特征[J]. 植物研究, 2023, 43(1): 120-130.

Yongchang LU, Xin ZHANG, Luyan ZHANG, Jiuli WANG. Complete Chloroplast Genome Structure and Characterization of Syringa villosa subsp. wolfii[J]. Bulletin of Botanical Research, 2023, 43(1): 120-130.

图/表 10

图1

表1

表2

表3

表4

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 34

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氨基酸 Amino acid	密码子 Codon	数量 No.	密码子相对使用度 Relative synonymous codon usage	氨基酸 Amino acid	密码子 Codon	数量 No.	密码子相对使用度 Relative synonymous codon usage
Ter	UAA	45	1.551 6	Met	GUG	1	0.004 5
Ter	UAG	24	0.827 7	Met	UUG	1	0.004 5
Ter	UGA	18	0.620 7	Asn	AAC	291	0.474 4
Ala	GCA	388	1.153 2	Asn	AAU	936	1.525 6
Ala	GCC	226	0.671 6	Pro	CCA	338	1.206 0
Ala	GCG	139	0.413 2	Pro	CCC	213	0.760 0
Ala	GCU	593	1.762 4	Pro	CCG	140	0.499 6
Cys	UGC	74	0.510 4	Pro	CCU	430	1.534 4
Cys	UGU	216	1.489 6	Gln	CAA	672	1.501 6
Asp	GAC	198	0.381 6	Gln	CAG	223	0.498 4
Asp	GAU	840	1.618 4	Arg	AGA	497	1.862 4
Glu	GAA	1 053	1.476 8	Arg	AGG	175	0.655 8
Glu	GAG	373	0.523 2	Arg	CGA	359	1.345 2
Phe	UUC	516	0.724 2	Arg	CGC	94	0.352 2
Phe	UUU	909	1.275 8	Arg	CGG	128	0.480 0
Gly	GGA	713	1.616 8	Arg	CGU	348	1.304 4
Gly	GGC	164	0.372 0	Ser	AGC	125	0.375 6
Gly	GGG	324	0.734 8	Ser	AGU	401	1.204 2
Gly	GGU	563	1.276 8	Ser	UCA	381	1.144 2
His	CAC	128	0.433 8	Ser	UCC	324	0.973 2
His	CAU	462	1.566 2	Ser	UCG	192	0.576 6
Ile	AUA	675	0.928 8	Ser	UCU	575	1.726 8
Ile	AUC	445	0.612 3	Thr	ACA	397	1.205 6
Ile	AUU	1 060	1.458 6	Thr	ACC	249	0.756 4
Lys	AAA	1 041	1.494 6	Thr	ACG	140	0.425 2
Lys	AAG	352	0.505 4	Thr	ACU	531	1.612 8
Leu	CUA	389	0.866 4	Val	GUA	515	1.490 4
Leu	CUC	179	0.398 4	Val	GUC	181	0.524 0
Leu	CUG	190	0.423 0	Val	GUG	183	0.529 6
Leu	CUU	586	1.305 0	Val	GUU	503	1.456 0
Leu	UUA	800	1.782 0	Trp	UGG	427	1.000 0
Leu	UUG	550	1.225 2	Tyr	UAC	201	0.425 0
Met	AUG	645	2.990 7	Tyr	UAU	745	1.575 0

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辽东丁香完整叶绿体基因组的结构与特征

Complete Chloroplast Genome Structure and Characterization of Syringa villosa subsp. wolfii

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基因组分区 Regions of genome	基因数目 No. gene	蛋白质编码基因数目 No. CDS	tRNA注释数目 No. tRNA	rRNA注释数目 No. rRNA
总数 All	131	87	36	8
大单拷贝区 LSC	81	60	21	0
小单拷贝区 SSC	12	11	1	0
反向重复区 IRs	38	16	14	8