余潇;宋雨茹;赵振宁

西南林业大学林学院;湖南财政经济学院经济地理学院

鸡骨柴;香薷属;叶绿体基因组特征;密码子偏好性;系统发育分析

【目的】全面解析鸡骨柴(Elsholtzia fruticosa)的叶绿体全基因组序列与结构特征，探讨香薷属药用植物叶绿体基因组的整体特征与变异模式，比较序列的种间变异情况，筛选种间高变异序列，为香薷属药用植物叶绿体基因组的深入研究和应用奠定基础。【方法】以传统民族药用植物鸡骨柴为试验材料，采用高通量测序技术对鸡骨柴进行叶绿体基因组测序、组装和注释，同时利用生物信息学手段对4种香薷属药用植物(鸡骨柴、海州香薷、密花香薷、边山香薷)叶绿体基因组的反向重复区边界、结构同源性、基因密码子使用偏性参数、核苷酸组成及进化关系进行分析。【结果】(1)鸡骨柴叶绿体基因组全长151 550 bp,为典型四分体结构，共检测出49个简单重复序列(SSRs)。(2)4种香薷属药用植物叶绿体基因组边界扩张收缩较为稳定相似，只在个别种(密花香薷、边山香薷)中发生了较小变异。(3)4种香薷属药用植物的非编码区变异大于编码区，同时大单拷贝区的变异程度最高，反向重复区a的变异程度最低。(4)相对于其它3个物种，鸡骨柴叶绿体基因组变异程度最低，psbA、petA、psbF、ycf1、petG和psbL等基因编码区存在显著差异，同时trnQ-UUG、trnS-GCT、trnM-GTT、trnS-GGA、trnL-CAA等基因间隔区也存在不同程度的变异。(5)4种香薷属药用植物叶绿体基因组密码子偏好性主要受碱基突变和选择压力的影响，最优密码子大多以A或T(U)作为第3位碱基。(6)系统发育树表明鸡骨柴与野拔子亲缘关系最近。【结论】本研究为香薷属药用植物的系统发育研究和分子标记开发等工作提供了参考依据。