北柴胡、紫花阔叶柴胡叶绿体全基因组解析及柴胡属药用植物叶绿体基因组比较与系统发育分析

作     者：张明英 张雨曲 李依民 高静 沈霞 杨新杰 颜永刚 王昌利 张岗 ZHANG Ming-ying;ZHANG Yu-qu;LI Yi-min;GAO Jing;SHEN Xia;YANG Xin-jie;YAN Yong-gang;WANG Chang-li;ZHANG Gang

作者机构：陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 

出 版 物：《药学学报》 (Acta Pharmaceutica Sinica)

年 卷 期：2021年第56卷第2期

页      面：618-629页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100703[医学-生药学] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-876) 陕西中医药大学校级科研课题(2020GP34) 陕西中医药大学博士科研启动经费(104080001) 陕西中医药大学思邈人才工程(141306200105) 陕西中医药大学“秦药”品质评价及资源开发学科创新团队项目(2019-QN01) 2019年医疗服务与保障能力提升补助资金项目(中医药事业传承与发展部分第四次全国中药资源普查项目)(财社【2019】39号) 陕西省高校青年杰出人才支持计划项目。 

主　　题：柴胡属 叶绿体基因组 简单重复序列 序列变异 系统发育 

摘      要：柴胡属(Bupleurum L.)是伞形科(Apiaceae)中具有重要经济价值的药用类群。本研究利用Illumina HiSeq X Ten平台测序获得北柴胡(B.chinense DC.)和紫花阔叶柴胡(B.boissieuanum H.Wolff)的叶绿体全基因组序列,对其进行了组装、注释和特征分析,并与同属已发表的叶绿体全基因组进行了比较和系统发育分析。北柴胡和紫花阔叶柴胡叶绿体全基因组大小分别为155458、155800 bp,均为由一个大单拷贝区(large single copy,LSC;85343、85804 bp)、一个小单拷贝区(small single copy,SSC;17495、17410 bp)和一对反向重复区(inverted repeat,IRa/IRb;26310、26293 bp)构成的环状四分体结构;两者分别注释得到129个基因,包括84个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;此外,两者重复序列的类型与分布模式相似,但数量有所差异。比较基因组学分析结果表明,柴胡属植物叶绿体全基因组大小、结构、GC含量及基因组成和排列顺序等在种内、种间均高度保守,IRs区未出现明显扩张或收缩;序列的种间变异高于种内,非编码序列(包括基因间区和内含子)变异高于编码基因序列,LSC和SSC区序列变异高于IRs区;此外,筛选到11条核苷酸多样性较高的种间高变异序列,分别位于LSC和SSC区。系统发育分析结果强烈支持柴胡属为单系,其中,北柴胡同种不同个体聚为一支,并与紫花鸭跖柴胡(B.commelynoideum H.Boissieu)亲缘关系最近,而紫花阔叶柴胡与三岛柴胡(B.falcatum L.)亲缘关系更近。本研究将为柴胡属药用植物的分类鉴定、系统发育及资源开发利用等相关研究提供基础。