小檗科藥用植物十大功勞葉綠體基因組研究.pdf

1、小檗科植物闊葉十大功勞是一種常用的清熱解毒中藥材，具有顯著的抑菌抗炎活性。該植物主要活性成分為芐基異喹啉生物堿，如小檗堿，藥根堿，非洲防己堿和巴馬汀，這些生物堿均具有顯著的藥理活性，有的已經(jīng)是臨床常用的抑菌抗炎藥物。
　　葉綠體基因組序列信息是分析物種進(jìn)化、鑒定新的物種等生物信息學(xué)研究的重要手段。過(guò)去由于測(cè)序技術(shù)困難和價(jià)格昂貴，在genbank上已報(bào)道的葉綠體基因組的數(shù)量并不多，但隨著二代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，葉綠體基因組序列的報(bào)道大大

2、增加。本研究使用Illumina Hiseq2000二代測(cè)序技術(shù)拼接闊葉十大功勞（Mahonia bealei）葉綠體基因組的全長(zhǎng)序列，并與已報(bào)道的其他近緣植物進(jìn)行葉綠體序列特征比較分析。
　　十大功勞完整的葉綠體基因組序列全長(zhǎng)164792 bp，具有雙子葉植物葉綠體的典型結(jié)構(gòu):一個(gè)長(zhǎng)單向拷貝區(qū)(Long Single Copy，LSC)，一個(gè)短單向拷貝區(qū)(ShortSingle Copy，SSC)和兩個(gè)完全一致的反向重復(fù)區(qū)(In

3、verted Repeat，IR)。其中LSC區(qū)、SSC區(qū)及IR區(qū)的長(zhǎng)度分別為73052 bp、18591 bp、36501 bp。十大功勞的葉綠體基因組共包含111個(gè)unique基因，IR區(qū)含有39個(gè)基因，比同源植物多15個(gè)。
　　十大功勞葉綠體基因組的基因順序幾乎沒(méi)有改變，基因的缺失現(xiàn)象也很少，這與大IR區(qū)能在進(jìn)化過(guò)程中穩(wěn)定基因組，減少基因的缺失和變異的幾率，并減少倒置(inversion)的假設(shè)相一致。十大功勞綠葉體基因組的

4、IR區(qū)擴(kuò)張超過(guò)12 kb，原本處于LSC區(qū)的15個(gè)基因(rps19，rpl22，rps3，rpl16，rpl4，rps8，infA，rpl36，rps11，petD，petB，psbH，psbN，psbT和psbB)，現(xiàn)在復(fù)制到了IR區(qū)內(nèi)。十大功勞葉綠體基因組IR區(qū)擴(kuò)張的機(jī)制是通過(guò)雙鏈DNA的斷裂和隨后的修復(fù)，不同于普通的基因轉(zhuǎn)換機(jī)制。
　　在序列相似度≥90％的前提下，重復(fù)序列分析成功鑒定了39條長(zhǎng)度≥30bp的前向/反向重復(fù)序

5、列，及75個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSRs)。SSRs位點(diǎn)幾乎都是由A或T組成，被認(rèn)為是由于基因組中堿基編碼的特定偏好引起的。
　　通過(guò)編碼區(qū)序列與EST庫(kù)序列的比對(duì)，發(fā)現(xiàn)了9個(gè)RNA編輯位點(diǎn)，其中5個(gè)是非同義轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)，分別位于基因rpoC1，rps2，rps19，ycf1上。
　　系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析采用最大簡(jiǎn)約法(MP)和最大似然法(ML)構(gòu)建，數(shù)據(jù)源于25種植物葉綠體基因組中65個(gè)編碼基因序列。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與之前報(bào)道的基于葉綠體基因構(gòu)