[发明专利]一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法在审

专利信息
申请号: 202110622814.9 申请日: 2021-06-04
公开(公告)号: CN113308525A 公开(公告)日: 2021-08-27
发明(设计)人: 金松恒;申建双;李雪芹;徐艳霞 申请(专利权)人: 浙江农林大学暨阳学院
主分类号: C12Q1/6869 分类号: C12Q1/6869;C12Q1/6895;G16B30/10;G16B20/30;G16B20/50;G16B5/00
代理公司: 北京中政联科专利代理事务所(普通合伙) 11489 代理人: 何磊
地址: 311800 浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 叶绿体 基因组 杜鹃花 植物 分析 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法,包括如下步骤:S1、取样,DNA提取与测序,以锦绣杜鹃为实验材料,采集其新鲜的叶子,使用改良的CTAB方法提取总基因组DNA,通过250bp的双末端测序并获得相应数据;S2、叶绿体基因组组装;S3、叶绿体基因组注释;S4、叶绿体基因分析;S5、全基因组比较与分析;S6、系统进化分析,从NCBI的数据库中获得杜鹃花科已有的八个物种的叶绿体全基因组序列信息。本发明基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法,得出结论:锦绣杜鹃叶绿体全基因组与杜鹃花科其他8个物种在基因组大小,结构,GC含量,基因结构方面有显着差异,但相对而言与越橘属植物更相近。

技术领域

本发明属于植物分析技术领域,更具体地说,尤其涉及一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法。

背景技术

伴随着温室效应的加剧,全球平均气温每年持续升高,短期的极端高温出现频率更是大幅度提高,在许多地区,夏季高温已经成为制约植物生长和发育的主要环境因子。南方多数省份甚至每年都会出现罕见的高温天气,给农林生产造成了极大的损失。杜鹃花,泛指杜鹃花科杜鹃花属植物,具有重要的观赏和药用价值。其中锦绣杜鹃(R.pulchrum)为杜鹃花属的重要园艺物种,广泛分布于欧洲,亚洲和北美的温带地区(Galle 1985),并在园林中大量应用。锦绣杜鹃的完整叶绿体基因组信息,分析了锦绣杜鹃叶绿体基因组的大小和结构,并通过分析其与近缘种的基因结构分析,进一步研究杜鹃花科植物之间的亲缘关系、推断其进化模式,锦绣杜鹃的完整叶绿体基因组信息的公布对于将来系统发育和进化研究、分子标记开发以及通过杜鹃花的基因工程进行遗传改良均具有重要价值。

目前,在National Center for Biotechnology Information(NCBI)数据库中可查到的杜鹃花科植物的完整质体组序列共有8个,其中包括6个全MH物种(Monotropoideae,水晶兰属)和2个完全自养物种(Vaccinioidea,越橘属)。相比之下,以前关于杜鹃花的大多数研究都集中在其生物学和生理学上,而尚无其质体基因组的研究结果,因此,亟需一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法,对其质体基因组进行分析。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法,得出结论:锦绣杜鹃叶绿体全基因组与杜鹃花科其他8个物种在基因组大小,结构,GC含量,基因结构方面有显着差异,但相对而言与越橘属植物更相近。与杜鹃花科完全自养物种(光合自养型,越橘属和杜鹃花属)相比,异养种(非光合型,水晶兰属)的cp基因组的大小(约33-41kb)和基因含量要小得多。本发明中,锦绣杜鹃叶绿体基因组中共注释到73个功能基因,而Vaccinium macrocarpon和Vaccinium oldhamii分别注释了110个和133个基因,这表明杜鹃花科不同物种间叶绿体基因组高度可变;植物形态学特征和核DNA标记外,叶绿体SSR标记可作为杜鹃属植物分类的替代方法,本发明发现的叶绿体SSRs可用于遗传结构的确定,以及锦绣杜鹃及其相关物种的多样性等相关研究结果。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种基于叶绿体基因组测序的杜鹃花科植物分析方法,包括如下步骤:

S1、取样,DNA提取与测序,以锦绣杜鹃(R.pulchrum)为实验材料,采集其新鲜的叶子,使用改良的CTAB方法提取总基因组DNA,通过250bp的双末端测序对锦绣杜鹃的叶绿体全基因组进行测序并获得相应数据;

S2、叶绿体基因组组装,通过NOVOPlasty程序将读取的片段重新组装成完整的叶绿体基因组;

S3、叶绿体基因组注释,以杜鹃花科物种的基因组为参考,注释序列并检查注释结果,生成基因组的物理图谱用于识别重复序列;

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