中药枸杞叶绿体基因组结构分析及系统进化研究

科技成果来源：百色科技成果库;
地区：广西-百色;
成果名称：中药枸杞叶绿体基因组结构分析及系统进化研究
推荐部门：百色市科学技术局
第一完成单位：右江民族医学院
主要完成单位：右江民族医学院
主要完成人员：梁凌玲,郑夏生,王露瑶,杨泽锐,罗秀秀,梁倩,毛宝玉
科技成果登记号：2022F102J006095
登记日期：20221108
成果简介：
1.课题来源课题来源于2019年度广西高校中青年教师基础能力提升项目《中药枸杞叶绿体基因组结构分析及系统进化研究》（项目编号： 2019KY0564）。2.研究目的及意义目前叶绿体基因组在药用植物研究的应用主要围绕在：药用植物的物种鉴定；药用植物系统进化研究；药用植物叶绿体基因组工程。植物叶绿体全基因组研究报道逐渐增加，药用植物叶绿体的研究仍是少数，NCBI收录的叶绿体基因序列数据库亟待补充。增加药用植物叶绿体全基因组序列，促进药用植物叶绿体基因组数据库的发展很有必要。中药枸杞含多种氨基酸，经常少量服用，消除疲劳、延缓衰老，药食两用，用途广泛，深受人们喜爱。以叶入药，具有补虚益精、清热止渴、养肝明目、延缓衰老等功效，亦作为日常蔬菜食用；以果实入药，具有滋补肝肾，益精明目；以根皮入药，具有凉血除蒸，清肺降火的功效。本研究提取枸杞叶绿体DNA，测定其叶绿体基因组序列，通过分子生物信息软件分析其基因组结构特点。比对NCBI数据库，通过对枸杞已报道的同科、属植物或非近源植物叶绿体基因组的比较分析，获得枸杞叶绿体基因组结构信息，为枸杞的物种鉴定及系统进化分析提供数据基础，增加药用植物叶绿体基因组序列数目，为进一步基于叶绿体基因组的药用植物物种鉴定、系统学探讨等方面研究添砖加瓦。3. 主要研究成果本研究对中华枸杞（Lycium chinense Mill）叶绿体 (chloroplast，CP) 基因组进行了测序和分析，中华枸杞叶绿体全基因组序列长度为155,756 bp，GC含量为37.8%。中华枸杞叶绿体基因组包含一个长单拷贝区 (LSC) 和一个的短单拷贝区(SSC)以及两个由单拷贝区域分隔的反向重复区（IRa 和 IRb），其长度分别是86,595 bp、18,209 bp和25,476 bp。基因组共注释 114 个基因，其中 16 个是重复的。85 个蛋白质编码基因中的大多数具有标准ATG起始密码子，而rps12、psbL、ndhD等3个基因起始密码子异常（ACT 和 ACG）。此外，中华枸杞基因组中大多数的简单重复序列存在显著的 A/T 偏差。通过对枸杞已报道的同科、属植物或非近源16种植物叶绿体基因组的比较分析，结果表明中华枸杞（Lycium chinense Mill）和宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）为姐妹分支。本研究发表SCI论文1篇。协助培养博士研究生1人。4.此项研究的科学意义和应用前景叶绿体基因组在系统发育学、进化和分子系统学研究中具有较好的应用前景，已被广泛用于解决各种陆地植物的系统发育问题。为了确定中华枸杞在茄科中的进化位置，本研究使用13个茄科植物的叶绿体基因组序列进行了多次序列比对，选择唇形科的两个物种。用两种软件进行系统发育分析的结果均表明，中华枸杞（Lycium chinense Mill）和宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）亲缘关系最密切。虽然两者外观形态相似，但功效和活性成分存在一定的差异。宁夏枸杞的研究还是比较多的，它也被正式列入《中国药典》（2015年版），而关于中华枸杞有关的报道却很少。总体而言，本研究为中华枸杞甚至茄科植物系统进化分析和物种鉴定提供基础数据，并将促进叶绿体基因组序列在物种鉴定中的应用。
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