遂川狗牯脑茶树本地群体种叶绿体基因组序列特征和密码子偏好性分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0842

摘要/Abstract

摘要：

为了解析遂川狗牯脑茶树本地群体种的完整叶绿体基因组特征，本研究以该茶树为试材，通过DNBSEQ-T7 测序平台获取叶绿体基因组数据，利用生物信息学软件进行序列分析。研究结果表明，遂川狗牯脑茶树本地群体种的叶绿体基因组呈现典型的四分体环状结构，总长度为157099 bp。基因组共注释了135个功能基因，共检测到53个简单重复序列(SSR)位点和48个长重复序列(Long repeat)，其核苷酸多态性值(Pi)的变化范围为0~0.01265，密码子的偏好性较弱，识别出14个最优密码子。在选择压力分析中，ndhB基因和rps8基因受到正选择作用，其余基因受到纯化选择。系统发育分析显示，遂川狗牯脑茶树本地群体种与德宏茶(KJ806279)的亲缘关系密切，并与其他种群如汀坪东(PP231879)、六堡茶(OQ281601)约在5.55百万年前开始分化。

关键词: 遂川狗牯脑茶树, 本地群体种, 叶绿体基因组, 序列特征, 密码子偏好性, 系统发育

Abstract:

To analyze the complete chloroplast genome characteristics of the local population of Suichuan Gougunao tea tree, the DNBSEQ-T7 BGI sequencing platform and bioinformatics analysis software were used in this study to analyze the chloroplast genome of the local population of Suichuan Gougunao tea tree. The chloroplast genome of the local population of Suichuan Gougunao tea tree was a typical quadripartite circular structure with a total length of 157099 bp. A total of 135 functional genes were annotated, and 53 simple sequence repeat (SSR) loci and 48 long repeats were detected. The variation range of nucleotide polymorphism (Pi) was 0-0.01265, with weak codon bias. There were a total of 14 optimal codons, with the ndhB gene and rps8 gene undergoing positive selection, while the remaining genes were subject to purifying selection. The local population of Suichuan Gougunao tea tree was closely related to Dehong tea (KJ806279). The divergence time between the local population of Suichuan Gougunao tea tree and Tingpingdong (PP231879) and Liubao tea (OQ281601) was approximately 5.55 million years ago.

Key words: Suichuan Gougunao tea tree, the local population, chloroplast genome, sequence features, codon bias, phylogeny

中图分类号:

S571.1

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图/表 4

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序号	NCBI登录号	品种名称	产地	序号	NCBI登录号	品种名称	产地
1	OL840043	黄金芽茶	安徽广德	34	OL690364	城门凤凰单枞茶	广东潮州
2	OP348946	奇曲	湖南涟源	35	OL690361	大乌叶凤凰单枞茶	广东潮州
3^*	KF562708	龙井43	浙江杭州	36	OL690365	托富后凤凰单枞茶	广东潮州
4	OL690360	锯朵仔凤凰单枞茶	广东潮州	37^*	OL690371	叶华凤凰单枞茶	广东潮州
5	OL690366	乌叶凤凰单枞茶	广东潮州	38	OL690354	坡头凤凰单枞茶	广东潮州
6^*	OL690351	黄金叶凤凰单枞茶	广东潮州	39	OL690356	竹叶凤凰单枞茶	广东潮州
7	OL690370	鸭屎香凤凰单枞茶	广东潮州	40^*	MZ817088	福鼎大白茶	福建福鼎
8	OL690369	蜜兰香凤凰单枞茶	广东潮州	41	OL450397	城步峒	湖南城步
9^*	OL690347	老仙翁凤凰单枞茶	广东潮州	42	PQ066596	白毫早	山东诸城
10	OL690350	宋种凤凰单枞茶	广东潮州	43	MZ043860	黔茶1号	贵州贵阳
11	OL690357	肉桂香凤凰单枞茶	广东潮州	44	OL690373	红茵凤凰单枞茶	广东潮州
12	OL690348	粽蓑挟凤凰单枞茶	广东潮州	45	MN086819	白叶1号	浙江安吉
13	PP024603	大面白	江西上饶	46^*	OL690372	水仙凤凰单枞茶	广东潮州
14^*	OL690374	°×Òø凤凰单枞茶	广东潮州	47^*	OL690353	八仙凤凰单枞茶	广东潮州
15	MT773375	肉桂	福建武夷山	48	OL690362	雷扣茶凤凰单枞茶	广东潮州
16	MT773374	大红袍	福建武夷山	49	OL690355	姜香凤凰单枞茶	广东潮州
17	OL690363	南姜香凤凰单枞茶	广东潮州	50	PQ510299	舜皇山野茶3号	湖南永州
18^*	OL690368	桂花香凤凰单枞茶	广东潮州	51	OP404083	贵定鸟王茶1号	贵州贵定
19	OL690352	姜母香凤凰单枞茶	广东潮州	52^*	MT773377	铁罗汉	福建武夷山
20	OL690359	鸡笼刊凤凰单枞茶	广东潮州	53	PQ510294	古龙群茶1号	湖南邵阳
21	OL690367	懒人香凤凰单枞茶	广东潮州	54	MT612435	武夷水仙	福建武夷山
22^*	OL690349	芝兰香凤凰单枞茶	广东潮州	55^*	MT773376	水金龟	福建武夷山
23	PP231879	汀坪东	广东潮州	56	MW148820	铁观音	福建安溪
24	OQ281601	六堡茶	湖南邵阳	57	OK135158	小叶种普洱SA-6株系	云南临沧
25	MZ707536	凌云白毫	广西梧州	58	OL840044	紫娟花	陕西汉中
26^*	PV915196	狗牯脑茶树（GGNC）	江西遂川	59	OP348945	紫娟	云南勐海
27	KJ806279	德宏茶	云南德宏	60^*	MH019307	云抗10号	云南勐海
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29	LC625850	Camellia sinensis cv. Chamnok	韩国	62	OQ646011	紫芽YSX4858	云南普洱
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31	MZ379786	柚花香	广东潮州	64	OL449819	中华木荷	云南、四川等
32^*	OL690346	东方红凤凰单枞茶	广东潮州	65	OL449843	银木荷	云南、四川等
33	OL690358	兄弟仔凤凰单枞茶	广东潮州

序号	NCBI登录号	品种名称	产地	序号	NCBI登录号	品种名称	产地
1	OL840043	黄金芽茶	安徽广德	34	OL690364	城门凤凰单枞茶	广东潮州
2	OP348946	奇曲	湖南涟源	35	OL690361	大乌叶凤凰单枞茶	广东潮州
3^*	KF562708	龙井43	浙江杭州	36	OL690365	托富后凤凰单枞茶	广东潮州
4	OL690360	锯朵仔凤凰单枞茶	广东潮州	37^*	OL690371	叶华凤凰单枞茶	广东潮州
5	OL690366	乌叶凤凰单枞茶	广东潮州	38	OL690354	坡头凤凰单枞茶	广东潮州
6^*	OL690351	黄金叶凤凰单枞茶	广东潮州	39	OL690356	竹叶凤凰单枞茶	广东潮州
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8	OL690369	蜜兰香凤凰单枞茶	广东潮州	41	OL450397	城步峒	湖南城步
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12	OL690348	粽蓑挟凤凰单枞茶	广东潮州	45	MN086819	白叶1号	浙江安吉
13	PP024603	大面白	江西上饶	46^*	OL690372	水仙凤凰单枞茶	广东潮州
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基因功能	基因类型	基因名	基因数量
光合作用相关基因	光系统Ⅰ	psaA、psaB、psaC、psaI、psaJ	5
	光系统Ⅱ	psbA、psbB、psbC、psbD、psbE、psbF、psbH、psbI、psaJ、psbK、psbL、psbM、psbT、psbZ、psbN（pbf1）	15
	NADH脱氢酶	ndhA、ndhB^、ndhC、ndhD、ndhE、ndhF、ndhG、ndhH、ndhI、ndhJ、ndhK*	12
	细胞色素b/f复合体	petA、petB、petD、petG、petL、petN	6
	ATP合成酶	atpA、atpB、atpE、atpF、atpH、atpI	6
自我复制相关基因	核糖体大亚基蛋白质	rpl14、rpl16、rpl2^、rpl20、rpl22、rpl23^、rpl32、rpl33、rpl36	11
	核糖体小亚基蛋白质	rps11、rps12^、rps14、rps15、rps16、rps18、rps19、rps2、rps3、rps4、rps7^、rps8	14
	核糖体大亚基	rbcL	1
	RNA聚合酶	rpoA、rpoB、rpoC1、rpoC2	4
	核糖体RNA基因	rrn16^、rrn23^、rrn4.5^、rrn5^	8
	转运RNA基因	trnA-UGC^、trnC-GCA、trnD-GUC、trnE-UUC、trnF-GAA、trnfM-CAU、trnG-GCC、trnG-UCC、trnH-GUG、trnI-CAU^、trnI-GAU^、trnK-UUU、trnL-CAA^、trnL-UAA、trnL-UAG、trnM-CAU、trnN-GUU^、trnP-UGG、trnQ-UUG、trnR-ACG^、trnR-UCU、trnS-GCU、trnS-GGA、trnS-UGA、trnT-GGU、trnT-UGU、trnV-GAC^、trnV-UAC、trnW-CCA、trnY-GUA*	37
其他基因	成熟酶	matK	1
	蛋白酶	clpP1	1
	囊膜蛋白	cemA	1
	乙酰辅酶A羧化酶	accD	1
	c-型细胞色素合成基因	ccsA	1
	翻译起始因子	infA	1
未知功能基因	保守假设叶绿体阅读框架	ycf1^、ycf15^、ycf2^、ycf3（pafI）、ycf4（pafII）	10

基因功能	基因类型	基因名	基因数量
光合作用相关基因	光系统Ⅰ	psaA、psaB、psaC、psaI、psaJ	5
	光系统Ⅱ	psbA、psbB、psbC、psbD、psbE、psbF、psbH、psbI、psaJ、psbK、psbL、psbM、psbT、psbZ、psbN（pbf1）	15
	NADH脱氢酶	ndhA、ndhB^、ndhC、ndhD、ndhE、ndhF、ndhG、ndhH、ndhI、ndhJ、ndhK*	12
	细胞色素b/f复合体	petA、petB、petD、petG、petL、petN	6
	ATP合成酶	atpA、atpB、atpE、atpF、atpH、atpI	6
自我复制相关基因	核糖体大亚基蛋白质	rpl14、rpl16、rpl2^、rpl20、rpl22、rpl23^、rpl32、rpl33、rpl36	11
	核糖体小亚基蛋白质	rps11、rps12^、rps14、rps15、rps16、rps18、rps19、rps2、rps3、rps4、rps7^、rps8	14
	核糖体大亚基	rbcL	1
	RNA聚合酶	rpoA、rpoB、rpoC1、rpoC2	4
	核糖体RNA基因	rrn16^、rrn23^、rrn4.5^、rrn5^	8
	转运RNA基因	trnA-UGC^、trnC-GCA、trnD-GUC、trnE-UUC、trnF-GAA、trnfM-CAU、trnG-GCC、trnG-UCC、trnH-GUG、trnI-CAU^、trnI-GAU^、trnK-UUU、trnL-CAA^、trnL-UAA、trnL-UAG、trnM-CAU、trnN-GUU^、trnP-UGG、trnQ-UUG、trnR-ACG^、trnR-UCU、trnS-GCU、trnS-GGA、trnS-UGA、trnT-GGU、trnT-UGU、trnV-GAC^、trnV-UAC、trnW-CCA、trnY-GUA*	37
其他基因	成熟酶	matK	1
	蛋白酶	clpP1	1
	囊膜蛋白	cemA	1
	乙酰辅酶A羧化酶	accD	1
	c-型细胞色素合成基因	ccsA	1
	翻译起始因子	infA	1
未知功能基因	保守假设叶绿体阅读框架	ycf1^、ycf15^、ycf2^、ycf3（pafI）、ycf4（pafII）	10