宁夏枸杞与茄科其他植物线粒体基因组的比较与系统进化分析

摘要

本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)的主栽品种‘宁杞1号’为参照，分别从基因构成、内含子分布、同源共线性、保守基因簇、重复序列，以及系统进化等方面与目前已报道的辣椒(Capsicum annuum)、茄子(Solanum melongena)、马铃薯(S.tuberosum)、番茄(S.lycopersicum)、天仙子(Hyoscyamus niger)和烟草(Nicotiana tabacum)等六种茄科(Solanaceae)植物的线粒体基因组进行比较分析，以进一步了解它们的线粒体基因组在结构组成上的异同和亲缘关系。结果表明，茄科不同植物的线粒体基因组大小差异较大，从413 881 bp(宁夏枸杞)到688 698 bp(马铃薯)不等，基因数量在61～71个，其中的蛋白质编码基因除在宁夏枸杞和辣椒中为单拷贝以外，在茄科其他植物中均出现不同程度的多拷贝现象。宁夏枸杞分别与茄子(16个)、马铃薯(16个)和天仙子(15个)共有较多数量的保守基因簇。通过线粒体基因组重复序列分析发现，宁夏枸杞与辣椒的重复序列数量接近，但宁夏枸杞中的简单重复序列(simple sequence repeat)和长度大于1 000 bp的散在重复序列(dispersed sequence repeat)在所比较的茄科植物中数量最少。进化分析结果显示，宁夏枸杞与天仙子亲缘关系最近，与烟草的亲缘关系最远。研究结果为进一步揭示茄科植物线粒体基因组在进化过程中的结构变化和功能研究提供参考。

关键词

线粒体基因组 / 宁夏枸杞 / 茄科植物 / 进化分析