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《西北农林科技大学》 2017年
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广东桑和鲁桑叶绿体基因组高通量测序及基因注释分析

李巧丽  
【摘要】:叶绿体基因组的结构和组成较为保守且其片段的变异速率适中,适合用于研究植物的系统进化。桑树是在亚洲地区栽培的重要经济作物,本实验以广东桑(Morus atropurpurea Roxb)的栽培品种“一串红”和鲁桑(Morus multicaulis Perr)的栽培品种“日本胡橙”为实验材料,利用高通量测序技术对广东桑和鲁桑叶绿体基因组进行测序,研究桑属栽培种广东桑和鲁桑的叶绿体基因组结构,结合蒙桑(Morus mongolica Schneid)、印度桑(Morus indica Linne)和川桑(Morus notabilis Schneid)的叶绿体基因组,对桑属植物的亲缘关系进行研究。主要研究结果如下:1.广东桑和鲁桑叶绿体基因组是典型的四部分结构,广东桑叶绿体基因组总长159113 bp,两个反向互不重复区(IRa和IRb)均长25707 bp,被小单拷贝区(SSC)和大单拷贝区(LSC)分隔开,SSC和LSC的长度分别是87824 bp和19875 bp;鲁桑叶绿体基因组全长159154 bp,包括一对反向重复区长为25678 bp,一个大的单拷贝区长为87763 bp和一个小的单拷贝区长为20035 bp。2.广东桑和鲁桑的叶绿体基因组注释相同数量的基因,共有130个基因,包含85个蛋白编码基因(18个基因位于反向重复区)、8个核糖体RNA基因(r RNA)和37个转运RNA基因(t RNA)。且广东桑和鲁桑中含有内含子的基因的数量是一样的,均为24个,其中有22个基因只包含1个内含子(包括12个蛋白编码基因、8个t RNA基因和2个假基因),另外有2个基因含有2个内含子,分别是clpP基因和ycf3基因,广东桑和鲁桑叶绿体基因的数目、种类以及CG含量与其他的桑属植物相类似。3.通过生物信息学分析,广东桑有83个简单重复序列(SSR)位点,单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序的个数分别是60个、8个、3个、10个和2个,未发现六核苷酸重复序列,数量最多的重复序列是A/T和AT/TA,这些重复基序占总数的79.8%;而鲁桑共搜索到82个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序分别有63个、7个、2个、9个和1个,同样未发现六核苷酸,单核苷酸重复基序在鲁桑的叶绿体基因组总重复基序中占76.8%。所有的单核苷酸和14个SSR的多核苷酸由A和T组成。对SSR位置进行探讨,10个核苷酸重复基序位于编码区,其余的位于非编码区。大多数位点都偏向由A或T组成。4.用MEGA 6.0软件通过最大似然法(ML)和邻近法(NJ)对包括5个桑属物种在内的27个物种的叶绿体全基因组序列进行聚类分析,桑属物种聚成一组,其中广东桑和蒙桑聚成一个小组,再和鲁桑聚在一起,印度桑和川桑聚成一个小组。研究结果对于叶绿体基因组工程研究、桑属种间的分子标记开发和优良品种培育具有一定参考价值。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S888.2

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