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茶树品种白毫早线粒体基因组结构特征、进化选择模式和密码子偏好性分析
1
作者
曾文娟
刘珊珊
+3 位作者
张其湘
陈致印
杨岚琪
邹坤
《江苏农业学报》
2025年第8期1616-1627,共12页
本研究首次系统解析了茶树品种白毫早(Camellia sinensis cv.Baihaozao)线粒体基因组的结构特征与进化规律。通过高通量测序得到总长为909843 bp的11个线性片段(GC含量45.54%),注释到63个功能基因,包括36个蛋白质编码基因(PCG)、24个转...
本研究首次系统解析了茶树品种白毫早(Camellia sinensis cv.Baihaozao)线粒体基因组的结构特征与进化规律。通过高通量测序得到总长为909843 bp的11个线性片段(GC含量45.54%),注释到63个功能基因,包括36个蛋白质编码基因(PCG)、24个转运RNA编码基因、3个核糖体RNA编码基因和2个假基因(Pseudogene)。ATP合酶编码基因atp1、atp8、atp9,泛醌细胞色素c还原酶编码基因cob,细胞色素c氧化酶编码基因cox1、cox2、cox3,还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶编码基因nad3、nad4、nad4L、nad5、nad9,核糖体蛋白编码基因rpl2、rpl5、rpl16、rps3、rps12、rps13、rps19的K_(a)/K_(s)值均低于1.00,表明这些涉及能量代谢核心功能的基因因强烈的纯化选择而呈现高度保守性。而ccmB(细胞色素c还原酶编码基因)、mttB(膜转运蛋白编码基因)和sdh4(琥珀酸脱氢酶编码基因)的K_(a)/K_(s)值分别为1.16±0.16、1.78±0.42和1.24±0.31,均高于1.00,表明这些基因可能受到正选择的驱动或者处于松弛选择的压力下。在线粒体基因组密码子使用偏性形成过程中,自然选择的作用(87%)显著高于突变压力的作用(13%)。基于同义密码子相对使用度(RSCU)>1.00和△RSCU≥0.08的标准,共筛选到18个密码子,其中88.89%密码子以U/A结尾。茶树品种白毫早与槠叶齐(C.sinensis cv.Zhuyeqi)形成高支持率的单系分支(bootstrap支持率>90%),并且白毫早与多个茶树栽培变种(C.sinensis var.sinensis、C.sinensis var.pubilimba、C.sinensis var.assamica等)聚为一支,与博白大果油茶(Camellia gigantocarpa)、油茶(Camellia oleifera)、浙江红山茶(Camellia chekiangoleosa)等野生近缘种形成姐妹群,表明山茶属(Camellia)栽培变种与野生近缘种间存在线粒体基因组的显著分化。本研究系统分析了茶树线粒体基因组的进化特征,为茶树种质资源鉴定和遗传改良提供了分子依据。
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关键词
茶树
线粒体基因组
结构特征
密码子偏好性
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题名
茶树品种白毫早线粒体基因组结构特征、进化选择模式和密码子偏好性分析
1
作者
曾文娟
刘珊珊
张其湘
陈致印
杨岚琪
邹坤
机构
湖南人文科技学院农业与生物技术学院/湖南省园艺生产与加工类创新创业教育中心/湖南省创新创业示范基地/湘中特色农业资源开发利用与质量安全控制重点实验室
出处
《江苏农业学报》
2025年第8期1616-1627,共12页
基金
湖南省自然科学基金项目(2023JJ50465)
湖南省科技创新计划项目(2024RC8289)
+2 种基金
娄底市科技创新计划项目(2023RC3501)
国家级大学生创新训练项目(S202310553022)
湖南人文科技学院研究生科研创新项目(ZSCX2025Y46)。
文摘
本研究首次系统解析了茶树品种白毫早(Camellia sinensis cv.Baihaozao)线粒体基因组的结构特征与进化规律。通过高通量测序得到总长为909843 bp的11个线性片段(GC含量45.54%),注释到63个功能基因,包括36个蛋白质编码基因(PCG)、24个转运RNA编码基因、3个核糖体RNA编码基因和2个假基因(Pseudogene)。ATP合酶编码基因atp1、atp8、atp9,泛醌细胞色素c还原酶编码基因cob,细胞色素c氧化酶编码基因cox1、cox2、cox3,还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶编码基因nad3、nad4、nad4L、nad5、nad9,核糖体蛋白编码基因rpl2、rpl5、rpl16、rps3、rps12、rps13、rps19的K_(a)/K_(s)值均低于1.00,表明这些涉及能量代谢核心功能的基因因强烈的纯化选择而呈现高度保守性。而ccmB(细胞色素c还原酶编码基因)、mttB(膜转运蛋白编码基因)和sdh4(琥珀酸脱氢酶编码基因)的K_(a)/K_(s)值分别为1.16±0.16、1.78±0.42和1.24±0.31,均高于1.00,表明这些基因可能受到正选择的驱动或者处于松弛选择的压力下。在线粒体基因组密码子使用偏性形成过程中,自然选择的作用(87%)显著高于突变压力的作用(13%)。基于同义密码子相对使用度(RSCU)>1.00和△RSCU≥0.08的标准,共筛选到18个密码子,其中88.89%密码子以U/A结尾。茶树品种白毫早与槠叶齐(C.sinensis cv.Zhuyeqi)形成高支持率的单系分支(bootstrap支持率>90%),并且白毫早与多个茶树栽培变种(C.sinensis var.sinensis、C.sinensis var.pubilimba、C.sinensis var.assamica等)聚为一支,与博白大果油茶(Camellia gigantocarpa)、油茶(Camellia oleifera)、浙江红山茶(Camellia chekiangoleosa)等野生近缘种形成姐妹群,表明山茶属(Camellia)栽培变种与野生近缘种间存在线粒体基因组的显著分化。本研究系统分析了茶树线粒体基因组的进化特征,为茶树种质资源鉴定和遗传改良提供了分子依据。
关键词
茶树
线粒体基因组
结构特征
密码子偏好性
Keywords
Camellia sinensis
mitochondrial genome
structural characteristics
codon usage bias
分类号
S571.1 [农业科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
茶树品种白毫早线粒体基因组结构特征、进化选择模式和密码子偏好性分析
曾文娟
刘珊珊
张其湘
陈致印
杨岚琪
邹坤
《江苏农业学报》
2025
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