油棕线粒体比较基因组学和系统发育关系分析

苏相年; 杨选文; 侯婷; 曾宪海; 蒋国凤

doi:10.13417/j.gab.043.001340

基因组学与应用生物学 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (08) : 1340 -1352. DOI: 10.13417/j.gab.043.001340

油棕线粒体比较基因组学和系统发育关系分析

苏相年, 杨选文, 侯婷, 曾宪海, 蒋国凤

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摘要

油棕(Elaeis guineensis)是棕榈科(Arecaceae)油棕属(Elaeis)重要的产油物种，具有较高的经济价值，在全球热带和亚热带地区被广泛栽培利用。为探究油棕线粒体基因组特征及线粒体基因组系统发育关系，本研究利用三代测序数据组装了油棕线粒体基因组，大小为676 774 bp。在油棕线粒体基因组中共鉴定到99个基因，包括45个不同功能类型的蛋白编码基因(protein coding genes, PCGs)、 47个tRNA编码基因和7个rRNA编码基因，还鉴定到80个简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)和952个大于或等于300 bp的散在重复序列。通过对裸子植物、被子植物、苔藓植物和藻类植物的线粒体进行比较，发现裸子植物的线粒体基因组的G+C含量最高，其次是被子植物的，苔藓植物线粒体基因组最小，藻类植物线粒体基因组的G+C含量最低；其中棕榈科植物油棕、椰子(Cocos nucifera)和海枣(Phoenix dactylifera)的线粒体基因组大小相近，G+C含量均为45%左右，且精氨酸(Arg)是棕榈科植物的线粒体使用频率最高的重叠密码子。系统发育关系和共线性分析表明，油棕和椰子相较油棕和海枣具有更近的亲缘关系。棕榈科3种植物的线粒体基因组展现了较低的结构变异率，但呈现出较高的序列多样性。本研究基于三代数据组装了油棕线粒体基因组，为棕榈科物种种质资源保护、线粒体比较基因组学、遗传多样性、系统发育及密码子偏好性提供了良好的数据支撑。