虎杖叶绿体基因组结构与变异分析

【摘要】：虎杖(Reynoutria japonica Houtt.)为蓼科(Polygonaceae)蓼族(Polygoneae)虎杖属(Reynoutria Houtt.)植物，是一种传统的中草药，具有利湿退黄、清热解毒、散瘀止痛、止咳化痰的功效。本研究采取高通量测序技术获得5个虎杖品种的叶绿体全基因组序列，并与NCBI已公布的蓼族何首乌(Fallopia multiflora)和金线草(Antenoron filiforme)等植物的叶绿体全基因组序列进行了基因组学和系统发育分析。通过基因组学分析发现，5种虎杖的叶绿体基因组大小有163 376 bp和163 371 bp两种情况，并呈现出典型的环状四分体结构，85 784 bp的一条较长的单拷贝区(large single-copy region,LSC),18 616 bp的一条较短的单拷贝区(small single-copy region,SSC)，还有两条长度一致的反向重复区，分别为IRa区和IRb区相间隔分布。通过注释得到161个基因，其中蛋白编码基因106个，rRNA编码基因10个，tRNA编码基因45个。总GC含量为36.7%，其中LSC、SSC和IR区域的GC含量分别为34.8%、30.7%和42.7%。对比不同虎杖品种叶绿体的全基因组分析发现，trnk-UUU、rpoC1、petD、rpl16、ndhA、rpl12基因的编码区发生了变异。系统发育分析显示，虎杖5个品种聚为一枝，处在已知11种蓼族材料最原始的位置，与何首乌构成姐妹群。