珍稀濒危飘带兜兰叶绿体全基因组种内变异研究

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2023-07-13 合作期刊: 《广西植物》

高鑫祯 唐露 汪雨 邵士成 罗艳

摘要： 飘带兜兰(Paphiopedilum parishii) 分布范围狭窄，仅在中国、缅甸、泰国以及老 挝有少量分布。近年由于生境破坏和人为滥采导致飘带兜兰野生种群极度缩减。遗传多样性 代表着物种适应环境和生存发展的能力，保存珍稀濒危物种的遗传多样性是物种保护的重要 目标，但飘带兜兰的遗传信息还不清楚。该研究对飘带兜兰4 个野生个体经测序、组装、注 释获得的叶绿体基因组序列，与已公开的另外2 个个体的叶绿体全基因组序列进行比较，分 析种内差异。结果表明：(1) 飘带兜兰叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组环状四 分体结构，基因组长度为154 403~154 809 bp，共编码129 个基因，包括78 个蛋白质编码基 因、39 个tRNA 基因、8 个rRNA 基因，以及4 个假基因。(2) 在飘带兜兰6 个个体叶绿体 基因组中检测到103~107 个SSRs (simple sequence repeats) 位点，其中21 个SSR 位点具有 多态性。此外，6 个个体叶绿体基因组中还检测到60 个长序列重复，包括17~21 个正向重 复，18~29 个反向重复，9~16 个回文重复，4~9 个互补重复。(3) 通过比较6 个个体叶绿体 基因组序列的核苷酸多样性， 共发现70 处变异， 包括10 个SNPs (single nucleotide polymorphism) 以及60 个插入缺失(InDels)。其中有3 个SNP 位点发生了非同义替换，导 致编码功能基因的氨基酸发生改变；19 个插入缺失多态性较高，具有开发为分子标记的潜 力。(4) 通过计算核苷酸多样性值(Pi) 共发现8 个有变异的区域，Pi 值为0 ~ 0.00632，其 中变异度较大的是rps3- rpl22、trnL-UAC-rpl32、rpoB- trnC-GCA 以及ycf4，这些高变区 可开发为分子标记用于评估飘带兜兰遗传多样性。(5) 系统发生分析结果表明，飘带兜兰6 个个体叶绿体基因组序列聚在一起，与长瓣兜兰互为姐妹群。综上所述，飘带兜兰叶绿体基 因组的SSRs、长序列重复、SNPs、InDels 以及核苷酸序列呈现了足够的种内多样性，可开 发成分子标记用于该种的系统演化及保护生物学研究。

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