化州柚叶绿体基因组及其结构分析.pdfVIP

DOI:10.13938/j.issn.1007-1431

中国南方果树,2025,54（1)：1-8

研究报告·柑桔类果树·

化州柚叶绿体基因组及其结构分析

黄琼林，陈依虹，吴民富，叶晓霞，谭靖怡，吴民华1

1广东医科大学基础医学院，广东湛江，524023；2佛山职业技术学院食品科学系，广东佛山，528137

摘要采用高通量测序技术对化州柚Citrusgrandis‘Tomentosa叶绿体基因组进行测序，使用生物信息学方法对其进行

组装、注释以及解析。结果显示，化州柚叶绿体基因组为160139bp的环状双链四分体，由87733bp的大单拷贝区、18410

bp的小单拷贝区以及穿插两者之间的两个26998bp的反向重复区构成，含有133个基因。化州柚叶绿体基因组共有26244

个密码子,其中以A/T碱基结尾的密码子居多;在检测到的104个简单重复序列(SSR)中,以A/T碱基的单核苷酸重复基序

为主。化州柚等柑橘属植物叶绿体基因组的单拷贝区/反向重复区边界构成和全序列相似度较高，变异碱基主要分布在trnS

trmG

因。系统进化分析显示化州柚与同属植物柚、甜橙的叶绿体基因组同源性最高。

关键词化州柚；叶绿体基因组；比较分析；系统发育分析

叶绿体是绿色植物特有的一种质体，不仅负责植物的光合作用过程，还参与多种次生代谢产物的合成，

在陆生植物和藻类的生长、发育等生理过程发挥至关重要的作用[。叶绿体拥有母系遗传的、独立于核基因

组的遗传体系，也就是叶绿体基因组。叶绿体基因组一般包含两个序列一致但方向相反的反向重复区(in-

vertedrepeat,IR)A和B,把整个基因组分成四部分，余下的分别是一个大单拷贝区(largesinglecopy,LSC)

以及一个小单拷贝区（smallsinglecopy,SSC)，最终呈现为环状双链四分体结构，叶绿体基因组一般编码约

130个基因,由蛋白编码基因、rRNA基因和tRNA三类组成,基因数量与组成均较为保守[2-4]。叶绿体基因

组具有序列短、易测得，结构和基因组成稳定，进化速率适中等优点，随着细胞器基因组新一代高通量测序平

台及其序列解析方法的迅速发展，叶绿体基因组在植物真伪鉴别[5]、遗传多样性[6]以及系统进化7等方面的

研究已有较多的应用实例。

化州柚Citrusgrandis‘Tomentosa为芸香科柑橘属的乔木植物，其干燥果皮人药称为化橘红。化橘

红是“十大广药”之一，辛香行散，苦燥温化，人肺、脾、胃经，善理气散寒、燥湿化痰，兼能消食，治疗咳嗽痰多

及食积伤酒最宜[8]。化州柚在我国有超过1000年的用药历史，是广东省首批立法保护中药材之一，也是当

地主要经济作物之一。目前，化州柚的化学成分[9]、药理药效[10]、基源追溯[11]等方面已有较多的报道，但该

药用植物的基因组信息及其进化地位还鲜有研究。本研究拟开展化州柚的全叶绿体基因组测序研究，对其

结构进行解析，,并将其与多种柑橘属植物叶绿体基因组进行多重比对，构建系统进化树，旨在系统地理解化

州柚的叶绿体遗传体系，并为该药用植物的资源保护和可持续利用提供参考。

1材料与方法

1.1样本采集和DNA测序

化州柚新鲜叶片采自广东省茂名化州市，用清水清洗干净后，将其装人样品袋保存备用。参照吴民华

等[12]的方法获取化州柚叶片基因组总DNA，质检合格后，经超声随机打断至350bp。使用NexteraXT

DNA文库制备试剂盒（美国因美纳）进行DNA文库构建，随后利用NovaSeq6000（美国因美纳)高通量技术

平台对DNA文库进行双向测序。

收稿日期：2024-01-04；修回日期：2024-01-26

基金项目：广东省基础与应用基础研究基金（2020A1515110332）；广东省大学生创新创业项目（S202310571113）；广东医科大学大学生创新

创业项目（GDMU2022113）资助。

第一作者：黄琼林（1986一），男，博士，副教授，从事医学生物化学研究。E-mail:perfecthql@163.com

通信作者：吴民华（1981一），男，博士，副教授，硕士生导师，从事中药分子药理学研究。E-mial：wugdmczp@

2中国南方果树2025年第54卷

1.2序列组装和注释

采用SPAv3.11.0软件对测得cleanread进行序列拼接，设置k