6种雪茄品系叶绿体基因组比较分析及系统发育关系研究

作     者：施友志 申民翀 王剑 潘勇 杜甫 纪桂霞 赵泽玉 李子玮 王琰琰 贾志忠 袁晓龙 吴创 

作者机构：中国农业科学院烟草研究所 湖北中烟工业有限责任公司 

出 版 物：《特产研究》 (Special Wild Economic Animal and Plant Research)

年 卷 期：2023年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：湖北中烟工业有限责任公司重点科技项目(2021JCYL3SX2A006) 

主　　题：雪茄 叶绿体基因组 系统进化关系 种质资源 

摘      要：为探究国内栽培雪茄烟的品系来源，本研究采用第二代测序技术对6种雪茄烟的叶绿体基因组进行了测序和组装，解析了其叶绿体基因组的结构特点，并构建其系统进化关系。结果表明，6种雪茄烟具有典型的叶绿体基因组的4个分区：大单拷贝区（Large single copy, LSC）、小单拷贝区（Small single copy, SSC）和一对反向重复区（Inverted repeat, IRa/IRb）。本研究发现，Nicotiana tabacum7-CX14,Nicotiana tabacum Hainan2,Nicotiana tabacum Hainan3,Nicotiana tabacum 189802E-Habana2000,Nicotiana tabacum PilotoCubano和Nicotiana tabacum apxA＿T2＿120719的叶绿体基因组全长分别为155 942bp,155 942 bp,155 942 bp,155 942 bp,155942 bp和161 907 bp，包括86 685p～86 686 bp的LSC区域，18 571～18 573 bp的LSC区域。除N. tabacum apxA＿T2＿120719之外，其余5种雪茄烟的叶绿体基因组编码的基因数目均为130个，包含85个蛋白编码基因（Protein-coding genes, PCGs）、8个核糖体RNA(rRNA)基因、37个转运RNA(tRNA)基因。N. tabacum apxA＿T2＿120719包含109个蛋白质编码基因，39个tRNA基因。这6个物种基因组序列长度差异不大，LSC/IR和SSC/IR边界基因的位置和类型也非常保守。叶绿体基因组中共有60个简单重复序列（SSRs），在密码子的使用上存在A或T偏好。采用最大似然法构建系统进化树，结果表明，来源于湖北省十堰市丹江口市的*** 7-CX14与来源于多米尼加的N. tabacum PilotoCubano聚为一支，表明我国栽培的雪茄烟可能存在同种异名、异名同种的现象。因此，雪茄烟叶绿体基因组的测定将有助于雪茄烟物种的鉴定、DNA条形码的开发，可为将来的育种提供科学参考。