沈海斌;卢盼玲;吴珏;刘军林;魏仕伟;张兆辉

上海市农业科学院园艺研究所;上海市农业科学院庄行综合试验站;威宁县农业农村局;上海市农业生物基因中心;上海奉贤区蔬菜技术推广站

芝麻菜(Eruca sativa);叶绿体基因组;高通量测序;系统发育分析

芝麻菜作为重要的油料作物和食用蔬菜,在中国种类繁多,分布广泛.叶绿体基因组因具有多拷贝,结构保守等优点,常被用于比较基因组学、植物遗传资源研究和系统进化等.本研究利用高通量测序技术对不同品种芝麻菜(Eruca sativa)的叶绿体全基因组进行测序,分析了芝麻菜叶绿体基因组结构特征及系统进化关系.为芝麻菜的分类、分子标记开发和遗传资源研究提供一定理论基础.芝麻菜品种ZY和LY的全基因组大小分别为153 628和153 488 bp,均具有高等植物叶绿体基因组四分体结构,包括大单拷贝区(LSC;83 325,83 313 bp)、小单拷贝区(SSC;17 789,17 783 bp)和一对反向重复区(IRa/b;26 257,26 196 bp).两者分别注释到112和113个单拷贝基因,其中ZY注释到78个mRAN基因和1个假基因,LY注释到79个mRNA基因,两者均注释到4个rRNA基因和30个tRNA基因.重复序列结果分析表明,ZY和LY叶绿体基因组中分别检测到55条和42条长重复序列;ZY和LY中均发现304个SSR位点,最多的是A/T核苷酸重复.比较基因组学分析结果表明,芝麻菜属和芸薹属植物叶绿体基因组高度保守,序列的种间变异高于种内,非编码区变异高于编码区.此外,种间和种内均筛选出2条核酸多样性较高的基因,分别为matK、rsp16.rpl32和rsp16.系统发育结果表明,本研究测得的2个芝麻菜品种和已发表的芝麻菜品种聚为一支(支持率为100%),芝麻菜与芸薹属植物欧洲油菜(Brassica napus)、甘蓝(Brassica oleracea)、芥菜(Brassica juncea)、芜菁(Brassica rapa)和萝卜(Raphanus sativus)亲缘关系更近.