基于叶绿体全基因组的云南樱花品种‘红霞’的种系分析

摘要: 云南樱花品种‘红霞’（‘Hongxia’）广泛种植于滇中地区，3 月开花，半重瓣至 重瓣，粉红色，观赏价值极高。‘红霞’曾被认为是红花高盆樱（Cerasus cerasoides var. rubea） 的园艺品种，但分子标记结果却聚在钟花樱（C. campanulata）种系，可见‘红霞’的种系 归属存疑，对今后的育种及栽培工作极为不利。为了探索‘红霞’的种系问题，该研究以‘红 霞’的叶片DNA 为材料，应用Illumina 软件对叶绿体基因组特征进行测序，通过SPAdes 3.13.0, Gapcloser 1.12 和 CPGAVAS2 2.0 软件进行组装、注释，之后使用 MISA 和 Geneious 10.0 软 件对叶绿体基因组特征进行分析；并使用 RAxML 8.0 软件构建 Cerasus 分支系统发育树。 分析了‘红霞’在樱属植物的系统关系。结果表明： （1）‘红霞’的叶绿体全基因组长度 为 157 832 bp， 鸟嘌呤（GUANINE, G）、胞嘧啶（CYTOSINE, C）含量为 36.73 %，包含一 对反向重复区（Inverted Repeat Sequence, IR, 26 381 bp），由小单拷贝区（Short Single Copy, SSC, 19 120 bp）和大单拷贝区（Long Single Copy, LSC, 85 950 bp）分开，共编码 128 个基 因，包括 84 个蛋白质编码基因、36 个 tRNA 基因和 8 个 rRNA 核糖体基因；（2）通过樱 属 16 个叶绿体全基因组的最大似然法系统发育树系统分析，发现‘红霞’与大叶早樱（C. subhirtella）和日本樱花（C. yedoensis）一支聚为姊妹群，而与高盆樱（C. cerasoides）的亲 缘关系较远。结合已报道的细胞核 DNA 研究结果：“‘红霞’等品种均聚在钟花樱种系， 而不是高盆樱种系”，该研究推测：‘红霞’可能不是高盆樱的品种，而有可能是钟花樱和 大叶早樱或日本樱花的杂交品种。该研究结果将为云南樱花品种‘红霞’的起源和遗传育种、 高盆樱的品种鉴定与分类等研究提供一定的参考资料。