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高粱泡叶绿体基因组特征分析

云南农业大学学报（自然科学版） 2022年第3期37卷 435-446页

作者：赵文植董章宏辛静沈伟祥王飞徐建常晓勇辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心云南昆明650224 西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224 昆明市市级机关绿化基地管理处云南昆明650501

【目的】解析高粱泡(Rubus lambertianus)叶绿体基因组特征。【方法】采用高通量测序技术对高粱泡叶绿体基因组进行测序,经组装和注释后,对其叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性等特征分析,并使用maximum likelihood法构建... 详细信息

【目的】解析高粱泡(Rubus lambertianus)叶绿体基因组特征。【方法】采用高通量测序技术对高粱泡叶绿体基因组进行测序,经组装和注释后,对其叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性等特征分析,并使用maximum likelihood法构建高粱泡与48个悬钩子属及2个路边青属植物的系统发育树。【结果】高粱泡叶绿体基因组结构为经典四段式结构,其大小为156266 bp,总GC含量为37.2%,大单拷贝区和小单拷贝区长度分别为85849和18855 bp,反向互补重复区长度为25781 bp,共注释131个基因,包含86个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因。高粱泡叶绿体基因组密码子中有33个以A、U结尾,18个密码子确定为最优密码子;ENC-plot等绘图分析揭示其密码子偏好性更多地受自然选择影响。系统发育树表明:高粱泡与棕红悬钩子亲缘关系最近,其次是蛇泡筋和锈毛莓。【结论】高粱泡的叶绿体基因组相对较大,且较为保守,并与棕红悬钩子亲缘关系最近。研究结果可为高粱泡乃至悬钩子属植物叶绿体基因组系统进化分析提供重要的理论参考。

关键词：高粱泡叶绿体基因组密码子系统发育

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滇杨性别连锁的SSR标记

福建农业学报 2023年第8期38卷 953-959页

作者：李启少雷瀚沈伟祥赵文植王飞徐剑瞿绍宏董章宏辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心云南昆明650224 西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224 北京市农业农村部科技发展中心北京102600 开远市白土墙国有林场云南开远661600

【目的】在滇杨幼苗时期和开花前利用形态差异对雌雄株进行性别鉴定极为困难,因此亟需探明对其性别进行快速鉴定的分子标记方法。【方法】以滇杨雌雄各30株为材料,利用简单重复序列(SSR)筛选与滇杨性别相关的分子标记,并利用所获得的SS... 详细信息

【目的】在滇杨幼苗时期和开花前利用形态差异对雌雄株进行性别鉴定极为困难,因此亟需探明对其性别进行快速鉴定的分子标记方法。【方法】以滇杨雌雄各30株为材料,利用简单重复序列(SSR)筛选与滇杨性别相关的分子标记,并利用所获得的SSR标记对未知性别滇杨幼苗进行鉴定,分析滇杨苗期的性别分化情况。【结果】从已报道的相关文献中选出15对与植物性别连锁的SSR引物,经试验筛选出1对(BPCA90)在琼脂糖凝胶检测中显现清晰条带且反应稳定的SSR引物,并将这对引物经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行复筛,经PCR扩增后在滇杨雄株中出现1条特异性条带,大小在680 bp左右。利用这对SSR引物对30株滇杨幼苗进行性别鉴定,结果表明雄株明显多于雌株,且比例为13∶2。【结论】试验筛选所得到的SSR引物可以用于滇杨早期进行性别鉴定。研究结果可作为滇杨早期性别鉴定的遗传标记,为今后滇杨在生产中的分性别利用提供技术支持。

关键词：滇杨 SSR 引物筛选性别鉴定

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锈毛莓叶绿体基因组特征分析

河北农业大学学报 2023年第3期46卷 67-75,90页

作者：夏茂甜赵文植沈伟祥董章宏辛雅萱李卫英辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心/西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224

本研究对锈毛莓(Rubus reflexus Ker.)叶绿体基因组进行测序及组装,获得了全长为156247 bp,GC总含量为30.72%的核苷酸序列,注释出129个基因,其中16个基因有2个拷贝,9个基因有内含子;密码子使用偏好结果显示,自然选择对锈毛莓密码子使用... 详细信息

本研究对锈毛莓(Rubus reflexus Ker.)叶绿体基因组进行测序及组装,获得了全长为156247 bp,GC总含量为30.72%的核苷酸序列,注释出129个基因,其中16个基因有2个拷贝,9个基因有内含子;密码子使用偏好结果显示,自然选择对锈毛莓密码子使用偏好影响最大,其次是突变压力;系统发育结果显示,锈毛莓(R.reflexus)与黄脉莓(R.xanthoneurus)和高粱泡(R.lambertianus)亲缘关系较近;叶绿体基因组全长比较分析结果显示,锈毛莓与近缘物种之间的变异主要存在于基因间隔区;通过核苷酸多态性分析筛选出6个高变区,即rps16-trnQ-UUG、petN-psbM、trnT-UGU-trnL-UAA、petA-psbJ、rpl32-trnL-UAG及ycf1。研究结果揭示了锈毛莓叶绿体基因组特征及系统发育关系,为锈毛莓及悬钩子属的比较基因组学研究、物种鉴定及遗传改良提供参考依据,同时也为解决悬钩子属部分物种分类混乱问题提供了新的解决方案。

关键词：锈毛莓悬钩子属系统发育密码子基因组差异

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朱蕉叶绿体基因组特征与系统发育分析

热带作物学报 2022年第4期43卷 653-665页

作者：李卫英辛静赵文植董章宏马路遥夏茂甜高洁辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心云南昆明650224 西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224 中国科学院西双版纳热带植物园综合保护中心云南勐腊666303

朱蕉(Cordyline fruticosa)是一种常见的园艺植物,广泛分布于亚洲、大洋洲、南美洲等热带地区。为了明确朱蕉叶绿体基因组特征,了解其系统发育地位,利用Illumina测序技术对其叶绿体基因组测序后,进行中线性绘图、ENC-plot、PR2-plot和SS... 详细信息

朱蕉(Cordyline fruticosa)是一种常见的园艺植物,广泛分布于亚洲、大洋洲、南美洲等热带地区。为了明确朱蕉叶绿体基因组特征,了解其系统发育地位,利用Illumina测序技术对其叶绿体基因组测序后,进行中线性绘图、ENC-plot、PR2-plot和SSR位点等相关数据的挖掘和分析。结果表明:朱蕉叶绿体基因组全长154488 bp,GC含量为38%,其中大单拷贝区长85279 bp,GC含量为36.1%,小单拷贝区长20325 bp,GC含量为32.6%;双向重复区分别长24442 bp,GC含量分别为43.4%。注释得到131种基因,其中unigenes的有111种,包括了78种蛋白编码基因,rRNA基因4种和tRNA基因29种。以朱蕉与龙舌兰科中19种植物的叶绿体基因组构建系统发育树,结果显示朱蕉与蓝朱蕉(Cordyline indivisa)的亲缘关系最近。朱蕉叶绿体基因组GC_(3)、GC_(1)与GC_(2)的碱基含量分别为29.47%、46.45%和39.14%,GC_(3)的碱基含量低于GC_(1)和GC_(2),说明密码子末尾偏好以A、U结尾;ENC的取值范围为35.48~59.44,表明朱蕉密码子偏好性较弱;ENC-plot分析可知ENC频数比值在-0.05~0.05之间的有20个,表明密码子偏好性主要受自然选择压力的影响;PR2-plot分析中,T>A,G>C,说明朱蕉叶绿体基因组受多种因素的影响;以RSCU值和ENC值作为参考,确定17个密码子为最优密码子。在检测到的91个SSR位点中五核苷酸最少(3个),单核苷酸最多(55个),SSR位点中以A、T(A/T、AT/AT和AAAT/ATTT)为重复单元的占76.92%。说明朱蕉叶绿体基因组SSR位点多以A、T重复单元为主。研究结果可为朱蕉乃至朱蕉属植物分类及系统进化提供理论依据。

关键词：朱蕉叶绿体基因组系统发育密码子

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扁核木属植物叶绿体基因组特征分析

热带作物学报 2022年第9期43卷 1759-1770页

作者：王飞赵文植董章宏马路遥李卫英夏茂甜王正德辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心云南昆明650224 西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224

扁核木属(Prinsepia)植物在中国分布有4个种,均具有极高的食用和药用价值。为解析扁核木属植物的叶绿体基因组特征,基于现已发表的扁核木属植物叶绿体基因组,利用相关生物信息学手段进行其叶绿体基因结构、SSR、密码子偏好性和序列变异... 详细信息

扁核木属(Prinsepia)植物在中国分布有4个种,均具有极高的食用和药用价值。为解析扁核木属植物的叶绿体基因组特征,基于现已发表的扁核木属植物叶绿体基因组,利用相关生物信息学手段进行其叶绿体基因结构、SSR、密码子偏好性和序列变异情况分析,并构建系统发育树。结果表明,2种扁核木属植物叶绿体基因组大小介于159179~168206 bp之间,平均GC含量为37.3%,从编码基因数目来看,仅相差2个tRNA,而蛋白编码基因和rRNA数目均一致,种间具有较高的保守性;在扁核木和蕤核叶绿体全基因组序列中各检测出分散重复49个,其中以正向重复和回文重复为主,占比达73%~82%,而串联重复数目分别为49个和58个,经简单重复序列SSR分析,分别在2种植物叶绿体基因组序列中分别筛选出100个和84个SSR位点,且多是以A/T碱基为主的单核苷酸重复类型;扁核木属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析发现GC3的碱基含量显著低于GC1和GC2,说明密码子偏好以A、U结尾,ENC取值均大于48%,表明其密码子偏性较弱,中性绘图和PR2-plot分析发现自然选择是影响扁核木属植物密码子使用偏好性的主要原因,通过建立高、低基因表达库,以RSCU值为参考,确定了6个扁核木属最优密码子。经叶绿体基因组序列变异分析,根据核苷酸多态性指数Pi>0.015筛选出trnH-GUG-psbA,psbZ-trnG-UCC-trnfM-CAU-rps14和psaJ-rpl33-rps18等3个高变区,以蕤核叶绿体基因组为参考,在扁核木叶绿体基因组编码区发现存在大量的插入、缺失和SNP突变位点,并在蕤核叶绿体基因组中发现了多个该物种的特有基因。基于叶绿体基因组的trnS-trnG间隔区构建的系统发育树显示,4种扁核木属植物可分为南系(扁核木、台湾扁核木)和北系(蕤核、东北扁核木)两类。研究结果可为扁核木属植物的系统发育、分类鉴定及其资源的开发利用等相关研究提供理论基础。

关键词：扁核木属叶绿体基因组特征分析系统发育

无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

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南方农业学报 2022年第4期53卷 1030-1039页

作者：王飞辛雅萱董章宏赵文植李卫英马路遥夏茂甜辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心/西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224

【目的】分析无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性,为无刺龙舌兰叶绿体相关基因的表达、修饰和物种进化研究提供参考。【方法】对无刺龙舌兰的叶绿体基因组进行测序、组装和注释,分析密码子偏好性及其影响因素,并通过建立高、低... 详细信息

【目的】分析无刺龙舌兰叶绿体基因组特征及密码子偏好性,为无刺龙舌兰叶绿体相关基因的表达、修饰和物种进化研究提供参考。【方法】对无刺龙舌兰的叶绿体基因组进行测序、组装和注释,分析密码子偏好性及其影响因素,并通过建立高、低基因表达库,筛选出最优密码子。基于20个已发表的龙舌兰科植物叶绿体基因组数据构建系统发育进化树。【结果】无刺龙舌兰叶绿体基因组总长157579 bp,大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和2个反向重复区(IRa和IRb)的长度分别为85940、18279和26680 bp,GC含量为37.8%,包括135个基因(85个蛋白编码基因、38个tRNA基因、8个rRNA基因及4个未知功能的基因),从中筛选出51个长度大于300 bp的基因编码区(CDS)序列,其有效密码子数(ENC)均大于41.0。GC1、GC2、GC3和GC3s含量分别为46.75%、39.61%、29.19%和26.06%,说明密码子第3位多以A/T结尾。GCall与GC1、GC2和GC3均呈极显著相关(P0.05,下同),表明密码子第1、2位的碱基组成相似,但与第3位的相似度不高。选择和突变是导致叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素。筛选出14个多以A/U结尾的最优密码子。无刺龙舌兰与克雷塔罗丝兰和西地格丝兰为姊妹关系,自荐值为100%。【结论】无刺龙舌兰叶绿体基因组为保守的四分体结构,叶绿体基因组密码子偏好性较弱,主要受选择和突变等多因素影响。基于植物叶绿体基因组构建系统发育进化树在物种的分类鉴定及确定各物种间系统发育关系的研究中是一种准确、可靠的方法。

关键词：无刺龙舌兰叶绿体基因组密码子偏好性系统发育分析

光叶子花及紫茉莉科植物叶绿体基因组序列的比较分析

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西部林业科学 2022年第2期51卷 66-73,79页

作者：杨琳懿赵文植辛静董章宏马路遥李卫英王飞辛培尧西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心云南昆明650224 西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224

对光叶子花叶绿体基因组特征进行分析,探究其与近缘种之间的系统发育关系。本研究通过NCBI数据库,下载已公布的石竹目(Caryophyllaceae)12个种的叶绿体基因组序列,以秘鲁叶子花叶绿体基因组作为参考,通过Genious中的MAFFT软件进行序列比... 详细信息

对光叶子花叶绿体基因组特征进行分析,探究其与近缘种之间的系统发育关系。本研究通过NCBI数据库,下载已公布的石竹目(Caryophyllaceae)12个种的叶绿体基因组序列,以秘鲁叶子花叶绿体基因组作为参考,通过Genious中的MAFFT软件进行序列比对,并利用生物信息学手段进行特征分析。结果显示:光叶子花叶绿体基因组长度为154763 bp,LSC区长度为85921 bp,SSC区长为18018 bp,一对IR区均长25412 bp,呈典型的四分体结构。注释基因有131个,蛋白编码基因86个,tRNA基因37个还有8个rRNA基因,平均GC含量为36.4%。利用MISA软件在紫茉莉科9个种的叶绿体基因组中共检测到605个SSR,重复类型中以单核苷酸最多582个,占总SSR的96.2%。重复基元最多的是A/T,572个,占比94.5%。紫茉莉科不同物种的叶绿体基因组IR边界区的基因类型和基因分布情况存在一定差异,但相对比较保守。紫茉莉科9个种叶绿体基因组之间检测到6个高变区,rps16-trnQ、rps4-trnL、ndhC-trnV、rps3-rpl22、ndhF-rpl32和ycf1。系统发育分析表明,光叶子花和叶子花在亲缘关系上关系最近。

关键词：光叶子花叶绿体基因组系统发育分析

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杜梨叶绿体基因组密码子偏好性分析

河北农业大学学报 2020年第6期43卷 51-59页

作者：辛雅萱董章宏瞿绍宏刘成叶鹏辛培尧西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室/西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224

为了明确杜梨叶绿体基因组密码子的使用偏性,以杜梨叶绿体基因组中的37条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP等对其密码子进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明:(1)杜梨叶绿体基因组密码子不... 详细信息

为了明确杜梨叶绿体基因组密码子的使用偏性,以杜梨叶绿体基因组中的37条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP等对其密码子进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明:(1)杜梨叶绿体基因组密码子不同位置GC碱基含量为:GC(148.45%)>GC2(40.76%)>GC(328.66%),说明密码子末位碱基偏好以A/U结尾;(2)有效密码子数(ENC)取值范围是33.13~52.73,表明密码子偏性较弱;(3)相对同义密码子(RSCU)分析表明,其值>1的密码子有30个,其中以A、U结尾的有29个;(4)GC3和GC12无显著相关,相关系数和回归系数分别为-0.1434和0.2072;ENC-plot中大部分基因分布于曲线周围和下方,ENC比值分布在-0.05~0.05区间的有14个,说明密码子偏性主要受选择的影响;PR2-plot分析中,T的使用频率高于A,G的使用频率高于C,说明密码子偏性受多重因素影响;(5)最终筛选出UUU、UAA、AUU等18个密码子为最优密码子,多以A或U结尾。综上所述,杜梨叶绿体基因组密码子的使用主要受选择影响,研究结果可为杜梨乃至梨属植物叶绿体基因组学的研究提供理论依据。

关键词：杜梨叶绿体基因组密码子偏好性最优密码子

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林木采伐管理制度的应用探析

现代农业科技 2021年第9期 149-151页

作者：辛亚龙瞿绍宏董章宏曾靖雯玉溪市江川区林业和草原局云南玉溪652600 西南林业大学云南昆明650224 澄江市抚仙湖国家湿地公园保护管理中心云南澄江652500

林木采伐管理制度对森林资源保护与开发起着至关重要的作用,科学合理的林木采伐管理制度,不仅能避免破坏森林资源的行为发生,还能促进森林资源的可持续发展。新《中华人民共和国森林法》正式实施以来,对林木采伐管理规定进行了相应的调... 详细信息

林木采伐管理制度对森林资源保护与开发起着至关重要的作用,科学合理的林木采伐管理制度,不仅能避免破坏森林资源的行为发生,还能促进森林资源的可持续发展。新《中华人民共和国森林法》正式实施以来,对林木采伐管理规定进行了相应的调整。本文结合已公布的法律、法规等规定,从零星林木、农田防护林、护路林、护岸护堤林、城镇林木、退耕还林地林木、古树名木、珍贵树木、征占用林地林木等方面对新修订的林木采伐管理制度进行了分析,总结了存在的问题,以期为基层林业工作实践提供参考。

关键词：林木采伐管理林地非林地审批权限适用范围