玉蜀黍属植物叶绿体基因组进化及变异研究

摘要

玉蜀黍属（Zea）又名玉米属，包含玉蜀黍（俗称玉米，Z. mays）及其野生种，是全球重要谷物之一，也是基础研究的模式植物。为深入解析该属物种系统发育关系和遗传变异规律，研究利用NCBI已发表的201个玉蜀黍属植物Illumina二代测序数据，通过组装、注释和分析，全面探究玉蜀黍属植物叶绿体基因组。结果表明，玉蜀黍属叶绿体基因组呈典型的环状四分体结构，全长为140 443～141 050 bp,GC含量为38.4%，共有128个基因被注释；密码子偏好性分析发现，玉米与其他物种差异明显，尤其对UUA密码子偏好性最明显；玉米与其他物种重复序列总体上无明显差异，但在简单重复序列类型中，玉米与其他物种区别较大；所有样本在系统发育分析中被分为四组，共鉴定出79个单倍型，同一组样本聚集，主成分分析结果支持不同组的样本可清晰分开；核苷酸多态性分析准确定位了10个高变位点，可作为潜在的DNA条形码。综上，研究揭示了201个玉蜀黍属植物叶绿体基因组之间的遗传变异和系统进化关系，为加速玉米育种进程提供了细胞器遗传基因组的新视角。

关键词

叶绿体基因组 / 玉蜀黍属 / 进化 / 系统发育