阳春砂叶绿体全基因组解析及系统发育研究

以姜科(Zingiberaceae)豆蔻属(Amomum Roxb.)阳春砂(Amomum villosum)为试材,利用Illumina Hiseq 4000测序平台对阳春砂叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,以揭示阳春砂与其他姜科植物的进化关系及其在系统发育中的地位,为豆蔻属植物的物种鉴定提供理论依据。结果表明:(1)阳春砂叶绿体基因组全长164 069 bp,GC含量为36.1%,包括1对29 959 bp的反向重复区(IR)、一个大单拷贝区(LSC;88 798 bp)和一个小单拷贝区(SSC;15 353 bp);共注释得到133个基因,包括8个rRNA基因、38个tRNA基因和87个蛋白编码基因。(2)在阳春砂基因组中共检测到157个SSR位点,大部分SSR均由A和T组成;豆蔻属物种在基因组大小、IR边界区高度保守,核酸变异主要发生在LSC和SSC区。(3)最大似然法(Maximum Likelihood, ML)聚类分析显示,阳春砂与同属的爪哇白豆蔻(Amomum compactum)和白豆蔻(Amomum kravanh)亲缘关系最近,并且与山姜属(Alpinia Roxb.)也有较近的亲缘关系。     

红锥叶绿体基因组特征及系统发育分析

为确定红锥(Castanopsis hystrix)叶绿体基因组的结构组成情况,判定其在锥属中的进化位置及与同锥属叶绿体基因组的区别,为锥属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护提供相关依据。使用Illumina HiSeq 2500测序平台对红锥叶绿体基因组进行测序,通过生物信息学分析方法进行序列组装、注释和特征分析,并利用R、Python、MISA、CodonW和MEGA 6等生物信息学软件对其基因组结构和数目、密码子偏好性、序列重复、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点和系统发育进行分析。结果表明红锥叶绿体基因组大小为153754 bp,呈现四分体结构;共拥有130个基因,包含85个编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;通过密码子偏好性分析,平均有效密码子数为55.5,说明其密码子随机性强、偏好性低;通过SSR及长重复片段分析,检测到45个重复序列及111个SSR位点;与近缘种比较,发现其叶绿体基因组序列高度保守,尤其蛋白质编码序列相似度极高;此外,系统发育分析发现红锥与海南锥聚为一支,关系密切。本研究得到了红锥的叶绿体基因组基本情况与系统发育位置,为红锥的物种辨别、天然种群遗传多样性与功能基因组学提供前期研究铺垫。     

茜草叶绿体全基因组序列及其系统发育分析

以茜草科(Rubiaceae)植物茜草(Rubia cordifolia L.)为研究对象,采用Illumination高通量测序技术对其叶绿体全基因组进行测序,并运用MAGA11等生信学工具进行全基因组解析及系统发育分析。结果表明,(1)茜草叶绿体基因组呈典型的四分环状结构,总GC含量37.2%,长153 959 bp,其中包含大单拷贝(LSC)区83 844 bp、小单拷贝(SSC)区17 083 bp和2个反向重复(IR)区26 516 bp;共注释得到124个基因,包括79个蛋白质编码基因、37个tRNA和8个rRNA。(2)序列共鉴定到169个SSR位点,以A、T组成为主,包括129个单核苷酸、18个双核苷酸、11个三核苷酸、9个四核苷酸和2个五核苷酸,六核苷酸SSR未检测到;边界分析显示,茜草叶绿体基因组LSC区差异性最大,变异程度最高,而IRa区则差异性最小,最为保守。(3)最大似然法(ML)构建系统发育树显示,样品茜草与同属植物Rubia horrida以100%支持率聚为一类,茜草亚科、仙丹花亚科与金鸡纳亚科聚为姐妹类群,证明茜草科植物在进化过程中保守发育。     

轮叶蒲桃叶绿体基因组特征及系统发育分析

轮叶蒲桃(Syzygium grijsii)系桃金娘科(Myrtaceae)蒲桃属(Syzygium)常绿灌木,其开发前景较好,但其叶绿体基因组特征及系统发育关系尚未有相关报道.为弥补轮叶蒲桃基因组学方面的空缺,该文对轮叶蒲桃的叶绿体基因组进行了系统的研究.运用Illumina高通量测序,并在GetOrganelle平台进行完整组装,同时利用组装好的数据分析轮叶蒲桃叶绿体基因组的结构特征和系统发育关系,其中包括轮叶蒲桃叶绿体基因组结构、功能及特征、密码子偏好性分析、叶绿体基因组的比较分析和系统发育的分析.结果表明:(1)轮叶蒲桃叶绿体基因组大小为158 591 bp,包含129个基因.其中,rRNA基因8个,tRNA基因37个,蛋白编码基因84个.分析检测到39个重复序列和84个SSR位点.(2)密码子偏好性分析发现轮叶蒲桃叶绿体基因组中末端存在对A/U的偏性,使用最多的是编码亮氨酸的密码子.(3)与近缘种比较,轮叶蒲桃的边界长度保守,边界处的基因种类与多个蒲桃属物种相似;轮叶蒲桃叶绿体基因组在LSC和SSC区变异度较大,有45处0.010＜Pi＜0.015,核苷酸多样性水平高.(4)系统发育分析表明,轮叶蒲桃与蒲桃(S.jambos)、滇边蒲桃(S.forrestii)和乌墨(S.cumini)亲缘关系最近,其次是马六甲蒲桃(S.malaccense).因此,该文结果表明轮叶蒲桃的叶绿体基因组结构保守,特征明显,与同属物种相比,其序列具有相似性,核苷酸具有多样性,并且其与多种桃金娘科物种之间存在亲缘关系.该文对轮叶蒲桃叶绿体基因组进行基因组特征和系统发育分析,为轮叶蒲桃的种质资源鉴定和开发利用奠定理论基础.     

濒危植物坡垒的叶绿体基因组特征及系统发育分析

了解濒危植物坡垒(Hopea hainanensis)的叶绿体基因组结构,对揭示龙脑香科植物的系统进化关系具有重要意义.本研究通过高通量测序技术对坡垒叶绿体基因组的结构特征及与其近缘种的系统进化关系进行了分析.结果 表明:坡垒叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组的四分体结构,基因组全长151 795 bp,共注释得...     

白花除虫菊叶绿体基因组特征及系统发育研究

白花除虫菊(Tanacetum cinerariifolium)是全球唯一集约化种植的杀虫园艺作物,从其头状花序提取的天然除虫菊酯广泛应用于有机农业和家居害虫防控,具有极高的商业价值。本研究通过Illumina HiSeq 2500测序平台对白花除虫菊叶绿体基因组进行了测序,并对其结构特征及系统进化关系进行了分析。结果表明,白花除虫菊叶绿体基因组为典型的四分体结构,基因组大小为150 171 bp,包括84个蛋白质编码基因、 37个转运RNA基因和8个核糖体RNA基因;密码子偏好性分析发现其叶绿体基因组中密码子末端偏好以A和U结尾,其中亮氨酸的密码子是最常用的,其使用UUA密码子的频率最高,RSCU值为1.88。在其叶绿体基因组中鉴定到简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)位点共41个,包含37个单核苷酸重复序列、 4个复合型核苷酸重复序列;基于菊科(Asteraceae)39个叶绿体基因组序列构建的系统发育树表明,其叶绿体基因组高度保守,除近缘红花除虫菊(T.coccineum)外,除虫菊类与同为菊科的植物蒿子杆(Ismelia carinata)亲缘...     

濒危赤水凤仙花叶绿体基因组特征及系统发育分析

【目的】研究赤水凤仙花的叶绿体基因组结构特征与系统发育位置,以期为赤水凤仙花植物种质资源保护、遗传多样性和系统发育研究提供科学依据。【方法】以中国特有种——赤水凤仙花为材料,基于赤水凤仙花叶绿体基因组序列,利用生物信息学软件,对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。【结果】（1）赤水凤仙花叶绿体基因组呈典型的四分体结构,总GC含量37%,长152 892 bp;共编码113个基因,包括88个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和17个tRNA基因。（2）共检测到76个SSR序列,以A、T组成为主;检测到50 842个密码子,其中以亮氨酸（Leu）最多,色氨酸（Tyr）最少。（3）凤仙花属分为2个亚属,为棒凤仙花亚属与凤仙花亚属,赤水凤仙花为棒凤仙花亚属且与太子凤仙花亲缘关系最近。【结论】赤水凤仙花为典型的四分体结构,SSR序列以A/T单碱基为主;系统发育分析结果将其归为棒凤仙花亚属。     

红凉伞根茎皂苷化学成分研究

采用柱色谱等分离方法,经理化方法及1H,13C NMR等方法鉴定结构,从紫金牛科紫金牛属植物红凉伞(Ardisia crenata f.hortensis)根茎中分离鉴定出5个皂苷:朱砂根皂苷A (1)、朱砂根皂苷C (2)、百两金皂苷B (3)、3-O-[6′-O-palmitoyl-β-D-glucosyl-]-spinasta 7,22(23)-diene(4a)、3-O-[6′-O-palmitoyl-]-β-D-glucopyranosyl stigmasterol (4b),这五个化合物均首次从该植物中分离得到.     

叶绿体基因组在系统发育学及基因工程领域的应用

介绍了叶绿体基因组在系统发育学和基因工程这两个领域的应用研究进展：1)叶绿体基因组的DNA序列比较为植物系统发育学研究提供了可靠数据基础;2)叶绿体基因工程是高水平表达外源基因的重要途径之一,在生产医用蛋白、改良作物农艺性状和环境保护等方面有着广阔的应用前景。     

木犀科植物叶绿体基因组结构特征和系统发育关系

木犀科11属19个种叶绿体基因组的一般特征和变异特征的比较分析显示, 结果表明, 该科叶绿体基因组大小为154-165 kb, 其差异主要是大单拷贝(LSC)长度的差异所致。Jasminum属3个物种的叶绿体基因组长度与其余物种有较大差异, 该属clpP基因内含子和accD基因丢失。共线性分析表明, Jasminum属3个物种多个基因出现基因重排现象, 倒位可能是重排的主要原因。Jasminum属在IRb/SSC和SSC/IRa边界的基因均与其它物种不同; 重复序列与SSR数量检测结果表明, Jasminum属与其余物种在数量及重复长度上差异较大。基于CDS数据构建的系统发育树表明, Abeliophyllum distichum和Forsythia suspensa为木犀科中较早分化的类群。     

浙江天童国家森林公园红凉伞交配系统研究

 交配系统是影响植物种群遗传结构的重要因素之一,测定植物的交配系统不仅可以了解物种的繁殖格局,而且也有助于预测生境条件发生变化(如生境片断化)时物种遗传结构的变化趋势。红凉伞是常绿阔叶林伴生小灌木,雌雄同花。采用水平切片淀粉凝胶电泳法分析种子萌发幼苗的基因型,结合Ritland异交率估算模型(MLT),测定了浙江天童国家森林公园红凉伞的交配系统,共采用了3个酶位点(Adh-1,Fe-2和Amp-2)。两个红凉伞种群的异交率均大于1,分别为1.055和1.159,可能是由于处理过程中将小的集群合并处理的结果,因为小集群内家系数量少,无法计算异交率。计算的家系异交率大多很大,只是在小集群内存在异交率低的家系,表明当红凉伞聚生形成的集群内开花个体数少时,异交率将降低。分析了常绿阔叶林片断化对红凉伞种群交配系统的影响。     

浙江紫金牛属一新变型——黄果朱砂根

报道了发现于浙江苍南县的紫金牛属一新变型--黄果朱砂根(Ardisia crenata Sims f.xanthocarpa F.Y.Zhang et G.Y.Li),该新变型果实为黄色,而原变型为鲜红色.     

三种紫金牛属植物的核型研究

对紫金牛属三种植物进行了核型分析,其中朱砂根染色体数目2n=46、核型2n=46=42m+2sm+2st和紫金牛核型2n=92=58m+24sm+10st为首次报道;虎舌红核型公式为2n=44=40m+2sm+2st。核型分析结果显示,紫金牛属植物存在染色体数目非整倍体变异及多倍化的进化方式。     

广西紫金牛科植物新种及新名称

本文报道在广西发现的紫金牛科植物的二新种及一变种,并为一种命新名称。     

Origin and phylogeny of chloroplasts revealed by a simple correlation analysis of complete genomes

The complete sequenced genomes of chloroplast have provided much information on the origin and evolution of this organelle. In this paper we attempt to use these sequences to test a novel approach for phylogenetic analysis of complete genomes based on correlation analysis of compositional vectors. All protein sequences from 21 complete chloroplast genomes are analyzed in comparison with selected archaea, eubacteria, and eukaryotes. The distance-based analysis shows that the chloroplast genomes are most closely related to cyanobacteria, consistent with the endosymbiotic origin of chloroplasts. The chloroplast genomes are separated to two major clades corresponding to chlorophytes (green plants) s.l. and rhodophytes (red algae) s.l. The interrelationships among the chloroplasts are largely in agreement with the current understanding on chloroplast evolution. For instance, the analysis places the chloroplasts of two chromophytes (Guillardia and Odontella) within the rhodophyte lineage, supporting secondary endosymbiosis as the source of these chloroplasts. The relationships among the green algae and land plants in our tree also agree with results from traditional phylogenetic analyses. Thus, this study establishes the value of our simple correlation analysis in elucidating the evolutionary relationships among genomes. It is hoped that this approach will provide insights on comparative genome analysis.     

中国紫金牛科紫金牛属新异名兼论华紫金牛亚属的地位

经仔细核对标本和野外实地考察,确认将Ardisia argenticaulis Y. P.Yang作为A.cymosa Blume的一新异名,并对华紫金牛亚属(subg.Chinensia)的地位进行了讨论.     

朱砂根愈伤组织诱导及其岩白菜素含量的测定

取朱砂根(Ardisia crenota Sims．)幼苗不同部位作外植体,研究不同激素组合对愈伤组织诱导的影响,利用薄层层析(TLC)和高效液相色谱(HPLC)检测愈伤组织中岩白菜素含量。实验结果表明朱砂根幼苗的不同部位(胚根、下胚轴、茎及叶)均能诱导出愈伤组织,最高诱导率都在45％以上,以MS基本培养基添加2,4—D0．5mg L^-1和KT0．01mg L^-1时愈伤组织的诱导和生长最好。这些愈伤组织均有合成岩白菜素的能力,其中以胚根诱导的愈伤组织中岩白菜素含量最高,为干重的0．076％,相当于原植物根中含量的1／9。高效液相色谱定量测定法精密度高,专一性好,能准确检测朱砂根愈伤组织中岩白菜素的含量。     

朱砂根抑制α-葡萄糖苷酶与抗氧化活性研究

对朱砂根抑制α-葡萄糖苷酶与抗氧化活性进行研究.利用96微孔板法筛选α-葡萄糖苷酶抑制活性;采用DPPH、ABTS和FRAP方法分析抗氧化活性.结果表明,乙酸乙酯部位抑制α-葡萄糖苷酶的活性最高(IC50=39.27 μg/mL),石油醚部位次之(IC50 =56.11 μg/mL),正丁醇部位活性最弱(IC50=62.05μg/mL),但均远大于阳性对照Acarbose(IC50=1081.27 μg/mL);乙酸乙酯部位抗氧化能力最强,正丁醇部位次之.乙酸乙酯部位清除DPPH自由基(IC50=38.55 mg/L)的能力比BHT( IC50=18.71 mg/L)低1/2,清除ABTS自由基的能力(IC50=3.60 mg/L)比BHT(IC50=7.44 mg/L)强,但比BHA(IC50=1.74 mg/L)弱,还原Fe3+的能力(FRAP=512.99 ±6.80 μmoTE/g)为BHT(FRAP=1581.68±97.41μmol TE/g)的1/3.结果显示朱砂根乙酸乙酯部位抑制α-葡萄糖苷酶和抗氧化活性最好.