大苞半蒴苣苔(Hemiboea magnibracteata Y.G.Wei & H.Q.Wen)叶绿体基因组特征和系统发育分析

摘要

阐明大苞半蒴苣苔的叶绿体基因组结构特征及其在半蒴苣苔属中的系统发育关系对于半蒴苣苔属的分类学研究具有重要意义。为此，选取大苞半蒴苣苔及其23个近缘种为研究对象，以小石蝴蝶和中华石蝴蝶2个种为外类群。通过对叶组织的DNA提取、组装、注释和分析，并与9个半蒴苣苔属植物的叶绿体基因组进行比对，最终选取2个叶绿体基因片段(rps16,trnL＿F),应用贝叶斯法进行了系统发育分析。结果表明：大苞半蒴苣苔的叶绿体基因组结构呈四分体环状，包括1个大单拷贝区，1对反向重复区和1个小单拷贝区。叶绿体基因组共编码了132个功能基因(即：87个蛋白基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因)。LSC区的基因变异度较高，可作为鉴定种内和种间的DNA条形码片段；IRa区和IRb区基因可用于科与科之间和属与属之间的关系鉴定。基于叶绿体基因片段(rps16,trnL＿F)建立的系统发育关系和形态性状综合分析表明，大苞半蒴苣苔与拟大苞半蒴苣苔亲缘关系较近，为姐妹类群，支持率为0.95,其系统发育树可信度较高。本研究揭示出叶绿体基因片段(rps16,trnL＿F)可作为建立半蒴苣苔属系统发育关系的DNA条形码，明确了大苞半蒴苣苔在半蒴苣苔属植物中的系统位置，为后续分子遗传标记、大苞半蒴苣苔遗传育种和叶绿体基因工程研究提供了理论参考。

关键词

半蒴苣苔属 / 大苞半蒴苣苔 / 叶绿体基因组 / DNA条形码 / 系统发育分析