盐生植物西伯利亚白刺叶绿体基因组结构特征及进化分析

【作者】 鲁路； 施季森； 陈金慧；

【机构】 南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点试验室南京林业大学南方现代林业协同创新中心；

【摘要】 西伯利亚白刺,属白刺科无患子目,为盐生灌木,能耐受高浓度盐环境,并降低土壤盐渍化程度,提高盐渍化土壤利用率,是一种重要的生态植物。然而,白刺基因组序列信息的缺乏严重限制了该植物功能基因的开发利用,进化地位的分析以及耐盐机制等方面的研究。本研究以西伯利亚叶绿体基因组测序序列为基础,通过序列拼接和组装以及碱基矫正获得完整白刺叶绿体基因组序列。西伯利亚白刺叶绿体基因组长159,466bp,由一个大的单拷贝序列(87,914bp),一个小的单拷贝序列(18,316bp)和一对反向重复序列(26,618bp)组成。该叶绿体基因组含有114个基因,其中79个蛋白编码基因,31个tRNA基因,4个rRNA基因。进化分析结果进一步证实了西伯利亚白刺属于白刺科无患子目。两个反向重复序列的扩张导致核糖体蛋白编码基因rps19在两个反向重复序列中的完整复制,且此现象在已知的无患子目中普遍存在,但在其他植物分类中较为少见。此外,在西伯利亚白刺叶绿体基因组accD中发现一段72bp的插入序列,其蛋白序列由三段重复的氨基酸序列组成,且RT-PCR实验结果显示该基因在白刺中表达活跃。西伯利亚白刺叶绿体基因组序列不仅有利于叶绿体基因组结构分析和进化分析,而且有利于盐生植物功能基因的开发利用,以促进盐生植物耐盐机制和降低土壤盐渍化机制的研究。更多还原