茶树“龙井43”叶绿体基因组的测定及其系统进化的分析

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本文利用叶绿体基因结构的高度保守性,选用茶树品种“龙井43”为研究对象,用已测定的韩国茶树品种的叶绿体基因组序列为参考序列,利用高通量测序技术以及生物信息学手段对其叶片的叶绿体基因组进行测定,并比较“龙井43”与韩国茶树品种叶绿体基因组的差异。结果表明:  1.茶树品种“龙井43”的叶绿体基因组全长为157085bp,其中大单拷贝区(LSC)的长度为86642bp,小单拷贝区(SSC)的长度为18283bp,反向重复区(IR)的长度为26080bp。茶树“龙井43”的叶绿体基因组包含58%的编码区和42%的非编码区(包括假基因、内含子和基因区间),共含有134个基因,这些基因中,基因表达相关的基因有75个,光合作用相关的基因有47个,开放阅读框和其他蛋白编码基因3个以及2个假基因,未知功能基因7个。  2.茶树“龙井43”与韩国茶树品种(GenBank: NC_020019.1)的叶绿体基因组相比“龙井43”的叶绿体基因组要小18bp。在编码区序列中,有15个基因发生了非同义突变,其中,在ycf1基因(5622bp)的249bp小片段中有16个碱基发生突变。在非编码区序列中,发现有100多个多态性位点,尤其是茶树“龙井43”在大单拷贝区的61266位点有一个30碱基的插入。茶树“龙井43”与具有代表性的十二种核心真双子叶植物的叶绿体基因组全序列进行多重比较,发现茶树“龙井43”与妞子果的亲缘关系较近。  3.利用茶树叶绿体基因上的特异性片段对选定的十二种中国茶树品种的亲缘关系进行比较,构建系统进化树。十二个品种的茶树在进化树上分为两支,形成两个据群,其中凌云白毛茶单独形成一支,其它十一个品种形成一支。在其他十一个茶树品种形成的据群中,龙井长叶、龙井圆叶、龙井瓜子和中茶102形成一支,支持率为100%;毛蟹与福建水仙聚为一小支,支持率为85%;乌牛早、浙农25和苹云三个品种的亲缘关系较近。
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