兩種五加科植物的葉綠體全基因組研究及其系統(tǒng)發(fā)育分析.pdf

1、葉綠體是一個重要的細胞器，起源于古細菌入侵真核細胞的內(nèi)共生事件，在植物光合作用中扮演了生物合成工廠的重要角色，葉綠體DNA(chloroplast DNA，cpDNA)的保守性及它的低堿基替換率則讓它適用并廣泛運用于植物的系統(tǒng)發(fā)育研究中。八角金盤(Fatsia japonica(Thunb.) Decne.et Planch.)和天胡荽（Hydrocotyle sibthorpioides Lam.）這兩種五加科植物，有潛在藥用價值或者

2、本身是傳統(tǒng)中草藥，同時都具有優(yōu)良的園藝價值。對其葉綠體基因組的研究可以有效補充植物界葉綠體基因組數(shù)據(jù)庫，也有利于該植物相關(guān)研究以及五加科內(nèi)部的屬間關(guān)系研究等。
　　本論文首次報道了這兩種植物的葉綠體基因組全長序列，并基于此進行了葉綠體比較基因組學(xué)的分析和系統(tǒng)發(fā)育分析，取得結(jié)果如下:
　　(1)八角金盤和天胡荽的葉綠體基因組長度分別為155，613bp和152，880bp，均具有典型的四分結(jié)構(gòu):大單拷貝區(qū)(large sing

3、le-copy region，LSC)和小單拷貝區(qū)(small single-copy region，SSC)被一對反向重復(fù)區(qū)(inverted repeat，IR)分開;基因的順序及內(nèi)容與已發(fā)表的五加科植物葉綠體基因組相似。本論文也對其重復(fù)序列、簡單重復(fù)序列（simple sequence repeat，SSR）、密碼子使用偏性等進行了分析，為該植物的相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)。
　　(2)兩個葉綠體基因組的基本特征如各區(qū)域長度、GC含

4、量、基因的組成與分布等與其他五加科植物具有相似性，同時體現(xiàn)了一定的個體差異，特別地，天胡荽（H.sibthorpioides）中的基因ycf15是假基因。遺傳距離分析結(jié)果表現(xiàn)了不同植物間的差異，同時也明顯地表現(xiàn)出群體劃分傾向。
　　(3)本論文基于22種傘形目植物葉綠體基因組中7種不同數(shù)據(jù)集和三種方法構(gòu)建了系統(tǒng)進化樹，進行了系統(tǒng)發(fā)育分析。結(jié)果表明天胡荽屬以100％的支持率被歸于五加科中，被認為位于五加科植物進化過程中的基底部，與本

5、研究中其他五加科植物構(gòu)成的“中心五加科”分支構(gòu)成姐妹關(guān)系;八角金盤位于五加科Asian Palmate種團中，并被推測位于五加科的進化拓撲結(jié)構(gòu)的較遠端，與刺楸（Kalopanax septemlobus）和梁王茶（Metapanax delavayi）組成的小分支構(gòu)成姐妹關(guān)系; Asian Palmate種團中的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系傾向于（（（（（K.septemlobus+M.delavayi)+F.japonica)+(E.senticos