马蹄参五加科植物叶绿体基因组结构与进化分析

叶绿体是绿色植物光合作用的细胞器，具有合成蛋白质、淀粉、色素等功能。它普遍存在于真核生物中，尤其是藻类和陆生植物，其基因组可以独立遗传。在被子植物中，叶绿体基因组相对保守，其结构多为双链环，有四个区域，即两个反向重复序列(IRB/IRA)、一个大单拷贝(LSC)和一个小单拷贝(SSC)五加科是伞下的一个大科，包括2亚科45属1 400多种植物，其中大部分是珍贵的药用植物，如人参GC。蜂蜜和三七。一般来说，基因组大小为120~180 kb，编码基因有100 ~ 120种，其中蛋白质编码基因70 ~ 88种，tRNA 30 ~ 32种，rRNA 4种陈，周，刺五加。et Maxim。)马克西姆。刺楸。)Koidz。，等等。，具有抗肿瘤、调节血糖、抗衰老等多种药理作用。本研究通过对五加科20种植物叶绿体基因组的比较分析，揭示了叶绿体基因组的结构特征和IR区的边界伸缩，展示了20种植物的进化关系，为进一步研究该科的遗传背景、药用植物鉴定、资源保护和开发利用奠定了基础。叶绿体的基因数目、基因序列和结构组成相对稳定1种材料；包含的信息量大，进化速度适中发表在GenBank上的五加科植物叶绿体基因组。；基因组序列短，容易获得，没有核基因和线粒体基因复杂2种方法；使其成为植物系统发育分析的最佳选择，为物种间亲缘关系分析提供可靠信息。。
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2.1数据收集
在基因库(表1)中检索了20种已发表叶绿体基因组的五加科植物，下载基因组序列以获得注释信息。

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2.2数据统计
【马蹄参五加科植物叶绿体基因组结构与进化分析】用电子表格统计了20种五加科植物叶绿体基因组大小、气相色谱数量、LSC、固相色谱和红外光谱的基本结构特征。对于LSC/SSC/IRs边界信息未知的植物叶绿体基因组(如无梗五加、三七、辽东楤木等。)，用Blast比对自己的序列，先确定IRs的长度和边界，最后获取LSC和SSC的长度信息。
2.3进化树的构建和分析
ClustalX 2.0用于多序列比对，选择默认参数，序列间的差异由Jukes-Canter校正。在MEGA 4.0中用NJ(邻居连接)方法构建系统进化树，Bootstrapmethod重复1000次。伞形科当归(表1)被选为外族。
3结果和分析
3.1五加科植物叶绿体基因组结构的基本特征
五加科20种植物叶绿体基因组大小不同，八角金盘最小，长度155 613bp，马蹄参最大，长度157522 bp，相差约2 kb。其中，LSC占总长度的绝大部分，其差异也最大，从86 028 BP到87 640 BP不等，最大最小的是辽东楤木，差异约为1.5 kb。SSC介于17 867 BP到18 247 BP之间，仅相差380 bp。两个红外区的长度在25629 ~ 26180个碱基之间，种间存在差异。大多数物种的IR区长度相同，只有西洋参的IRB和IRA不同，相差4个碱基。气相色谱含量均分布在38.00%左右，同属间差异不大。刺五加三个叶绿体基因组的GC含量完全一致，鹅掌楸差异最大，为0.10%。不同属之间的最大差异为0.32%(表2)。

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3.2基因的定量分析
共有123 ~ 133个基因(表2)，13株有132个基因，3株有131个基因，辽东楤木的基因树最多，有133个，鹅掌楸的基因最少，有123个。RRNA是最保守的，有8个rrna。蛋白质编码基因主要有87个，只有5种有86个基因。在进化过程中，都出现了基因替换，原来的ycf10基因(部分物种注释为ORF229)被cemA基因替换。基因丢失仅发生在4种植物中，包括三七和三七的ycf15基因、西洋参的petD基因、鹅掌楸的rps16基因和psbN基因。