李衛(wèi)英　辛靜　趙文植　董章宏　馬路遙　夏茂甜　高潔　辛培堯

摘? 要：朱蕉（Cordyline fruticosa）是一種常見的園藝植物，廣泛分布于亞洲、大洋洲、南美洲等熱帶地區(qū)。為了明確朱蕉葉綠體基因組特征，了解其系統(tǒng)發(fā)育地位，利用Illumina測序技術(shù)對其葉綠體基因組測序后，進行中線性繪圖、ENC-plot、PR2-plot和SSR位點等相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘和分析。結(jié)果表明：朱蕉葉綠體基因組全長154 488 bp，GC含量為38%，其中大單拷貝區(qū)長85 279 bp，GC含量為36.1%，小單拷貝區(qū)長20 325 bp，GC含量為32.6%;雙向重復區(qū)分別長24 442 bp，GC含量分別為43.4%。注釋得到131種基因，其中unigenes的有111種，包括了78種蛋白編碼基因，rRNA基因4種和tRNA基因29種。以朱蕉與龍舌蘭科中19種植物的葉綠體基因組構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果顯示朱蕉與藍朱蕉（Cordyline indivisa）的親緣關(guān)系最近。朱蕉葉綠體基因組GC₃、GC₁與GC₂的堿基含量分別為29.47%、46.45%和39.14%，GC₃的堿基含量低于GC₁和GC₂，說明密碼子末尾偏好以A、U結(jié)尾;ENC的取值范圍為35.48～59.44，表明朱蕉密碼子偏好性較弱;ENC-plot分析可知ENC頻數(shù)比值在-0.05～0.05之間的有20個，表明密碼子偏好性主要受自然選擇壓力的影響;PR2-plot分析中，T>A，G>C，說明朱蕉葉綠體基因組受多種因素的影響;以RSCU值和ENC值作為參考，確定17個密碼子為最優(yōu)密碼子。在檢測到的91個SSR位點中五核苷酸最少（3個），單核苷酸最多（55個），SSR位點中以A、T（A/T、AT/AT和AAAT/ATTT）為重復單元的占76.92%。說明朱蕉葉綠體基因組SSR位點多以A、T重復單元為主。研究結(jié)果可為朱蕉乃至朱蕉屬植物分類及系統(tǒng)進化提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：朱蕉;葉綠體基因組;系統(tǒng)發(fā)育;密碼子中圖分類號：S687.9 ?????文獻標識碼：A

Genomic Characteristics and Phylogenetic Analysis of Chloroplast ofCordyline fruticosa

LI Weiying XIN Jing ZHAO Wenzhi ?DONG Zhanghong ?MA Luyao XIA Maotian ?GAO Jie ?XIN Peiyao

1. Southwest Research Center for Engineering Technology of Landscape Architecture （National Forestry and Grassland Administration）， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China; 2. Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on Biodiversity Conservation in Southwest China， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China; 3. Center for Integrative Conservation， Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences， Mengla， Yunnan 666303， China

Abstract： Cordyline fruticosais an common horticultural plant， widely distributed in tropical Asia， Oceania and South America. In order to clarify the characteristics of the chloroplast genome ofC. fruticosa and understand its phylogenetic status， the chloroplast genome was sequenced by Illumina sequencing technology， and the relevant data of middle linear plot， ENC-plot， PR2-plot and SSR loci were mined and analyzed. The total length of the complete chloroplast genome was 154 488 bp， and the GC content was 38%. The length of large single copy area was 85 279 bp and the GC content was 36.1%. The small single copy area was 20 325 bp， and the GC content was 32.6%. And bidirectional repetition zones were 24 442 bp， respectively， and the GC content was 43.4%. 131 genes were annotated， including 111 unigenes genes， including 78 protein-coding genes， 4 rRNA genes and 29 tRNA genes. Phylogenetic tree was constructed using the chloroplast genomes of 19 plant species inC. fruticosaand Agavaceae family.C. fruticosawas most closely related toC. indivisa. The content of GC₃in the chloroplast genome ofC. fruticosa was 29.47%， GC₁and GC₂ were 46.45%， 39.14%， respectively. The base content of GC₃was lower than that of GC₁and GC₂， indicating that codon ends preferred to end with A and U. The ENC values ranged from 35.48 to 59.44， indicating that the codon bias was weak. ENC-plot analysis showed that there were 20 ENC frequency ratios between–0.05 to 0.05， indicating that codon preference was mainly affected by natural selection pressure. PR2-plot analysis revealed T>A， G>C， indicating that the chloroplast genome ofC. fruticosawas affected by many factors. Codon preference is mainly influenced by selection. Using RSCU and ENC values as references， 17 codons were determined as optimal codons in the chloroplast genome ofC. fruticosa. Among the 91 SSR loci detected， there were 3 pentanucleotides and 55 single nucleotides. 76.92% of the SSR loci took A， T （A / T， AT / AT and AAAT / ATTT） as repeat units. It showed that the A and T repeat units were the main SSR sites in the chloroplast genome ofC. fruticosa. The results of this study could provide a theoretical basis for the taxonomy and phyletic evolution ofC. fruticosaandCordyline.

Keywords： Cordyline fruticosa; chloroplast genome; phylogeny; codon

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.04.001

朱蕉（Cordyline fruticosa）為龍舌蘭科（Agavaceae）朱蕉屬（Cordyline）植物。朱蕉喜高溫多濕氣候，主要分布于亞洲、大洋洲和南美洲的熱帶地區(qū)^[1]。其株形優(yōu)美，色彩華麗高雅，具有較高的觀賞性，同時還可用于服飾、食品包裝^[2]等方面，因此在中國南部和臺灣等地區(qū)廣泛種植^[3]。此外，朱蕉也是一種藥用植物^[4]，葉片中含有次生代謝物甾體皂苷，可用于抗菌、抑制腫瘤細胞、治療腹瀉等^[5-6]。目前，關(guān)于朱蕉的相關(guān)研究僅見于組織培養(yǎng)^[7-9]、病蟲害治理^{[4， 10-11]}、扦插繁殖^{[2-3， 11]}、鹽脅迫^[12-14]和RAPD、SSR分子標記^[15-17]等方面。

植物葉綠體是一些高等植物和藻類所特有的細胞器^[18-19]，是進行光合作用的重要場所^[20]。葉綠體基因組具有保守的四分體結(jié)構(gòu)，由大單拷貝區(qū)（large single copy， LSC）、2個雙向重復區(qū)（inverted repeat， IR）和小單拷貝區(qū)（small single copy， SSC）組成^[21]。葉綠體基因組具有相對獨立的遺傳系統(tǒng)、進化速率快、分子量相對保守、序列獲得容易等特點，被廣泛地應用于分子進化、DNA條形碼開發(fā)、物種鑒定、物種演化和系統(tǒng)發(fā)育分析等方面^[22-23]。其中系統(tǒng)發(fā)育分析在物種進化研究、植物分類和親緣關(guān)系鑒定等方面?zhèn)涫芸蒲泄ぷ髡叩年P(guān)注，如在花園君子蘭（Clivia gardenii）^[21]、香花枇杷（Eriobotrya fragrans）^[24]、羽葉丁香（Syringa pinnatifolia）^[25]、毛重樓（Paris mairei）^[26]和杜梨（Pyrus betulifolia）^[27]等植物中的應用。此外，在細胞質(zhì)中，通過mRNA翻譯成蛋白質(zhì)時，遺傳密碼子擔當著重要的角色。編碼同一種氨基酸的不同密碼子，在遺傳學中稱之為同義密碼子，不同的蛋白質(zhì)編碼在同義密碼子的使用上是有所不同的，但同一物種或親緣關(guān)系相近的物種間卻有著相似的使用偏好性^[28-29]。密碼子偏性在植物類群相關(guān)研究方面?zhèn)涫荜P(guān)注，其在遺傳改良和系統(tǒng)發(fā)育等方面具有重要的意義。目前關(guān)于葉綠體基因組特征分析已應用于多種植物，如金剛等^[30]以劍麻H.11648（Agave?sisalana）栽培種進行葉綠體基因組相關(guān)研究，結(jié)果表明其密碼子偏好性是受自然選擇壓力和突變壓力的共同影響。在香花枇杷（E. fragrans）^[31]、蝴蝶蘭（Phalaenopsis aphrodite）^[32]和蒜頭果（Malania oleifera）^[33]等葉綠體基因組分析中也表明密碼子使用偏好性的因素是多種因素共同決定的。

目前，龍舌蘭科植物的葉綠體全基因組已在香龍血樹（Dracaena fragrans）^[34]、柬埔寨龍血樹（Dracaena cambodiana）^[35]、絲蘭（Yucca flaccida）^[36]和劍麻（A.?sisalana）^[30]等多種植物中展開研究，但朱蕉在該方面的相關(guān)研究還未見報道。對朱蕉葉綠體基因組特征、系統(tǒng)發(fā)育等信息進行分析，可為朱蕉乃至朱蕉屬植物葉綠體基因組的研究與應用提供理論基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

研究材料來自于中國科學院西雙版納熱帶植物園。采摘朱蕉新鮮嫩葉，裹上錫箔紙放入液氮中，備用。

1.2 方法

1.2.1 ?基因組的測序和注釋? 采用宋國立等^[37]的方法對朱蕉葉片的DNA進行提取和檢測，從而形成測序文庫，質(zhì)檢合格后采用Illumina Novaseq平臺進行測序。由北京諾禾致源科技股份有限公司完成相關(guān)建庫測序。

以藍朱蕉（C. indivisa）葉綠體基因組（登錄號：KX822776）為參照，由Getorganelle軟件組裝成完整的CP（葉綠體）基因組^[38]，使用在線軟件GeSeq（https：//chlorobox.mpimp-golm.mpg.de/ geseq.html）對朱蕉葉綠體基因組進行注釋，使用Geneious 8.1軟件對注釋結(jié)果手動校正^[39]。其結(jié)果已提交至樟科植物葉綠體基因組數(shù)據(jù)庫（https： //lcgdb. wordpress. com/）（登錄號：LAU10100）。最后，利用OGDRAW（https：//chlorobox.mpimp- golm. mpg.de/OGDraw. html）軟件在線進行朱蕉葉綠體基因組的物理圖譜的繪制。

1.2.2? 系統(tǒng)發(fā)育分析? 為研究朱蕉在龍舌蘭科中的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，以龍舌蘭科中7個屬植物作為主群體，分別為龍舌蘭屬（Agave）、朱蕉屬（Cor?dyline）、晚蘆薈屬（Hesperaloe）、龍血樹屬（Dracaena）、虎尾蘭屬（Sansevieria）、絲蘭屬（Yucca）和Hesperocallis屬。共有19個種，分別是美洲龍舌蘭（A. americana KX519714）、劍麻H.11648（A. hybrid cultivarH.11648 MG642741）、灰葉劍麻（A. fourcroydesMW540496）、狹葉龍舌蘭（A. angustifolia MW540498）、劍麻（A. sisalana MW540497）、Polianthes sp.（KX931464）、藍朱蕉（C. indivisa KX822776）、柬埔寨龍血樹（D. cambodianaMH 293451）、D. coohinchinensis（MN200195）、龍血樹（D. dracoMN990038）、香龍血樹（D. fragransMW123093）、金邊虎尾蘭（S. trifasciata var. laurentii MT922036）、短葉絲蘭（Y. brevifolia MW281818， MW 281832）、H. parviflora（NC032703）、H. campanulate（NC032702）、H. undulata（NC032704）、Y. brevifolia×Y. jaegeriana（MW281839）、Y. jaegeriana（MW281848）。在百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）中選擇野百合（L. brownii）（登錄號：KX822776）作為外類群進行系統(tǒng)發(fā)育分析。首先利用MAFFT（https：//mafft.cbrc.jp/alignment/server/）軟件進行在線序列比對，再使用BioEdit軟件對矩陣進行手動校正，然后用CIPRES（https：//www.phylo.org/ portal2/login！input.action）在線軟件構(gòu)建具有1000個Bootstrap的最大似然法（maximum likelihood， ML）系統(tǒng)發(fā)育樹。最后使用FigTree軟件對結(jié)果進行美化。

1.2.3? 密碼子相關(guān)參數(shù)計算? 運用軟件CodonW 1.4.2分析大于300 bp的47條CDS（蛋白質(zhì)編碼區(qū)），分析朱蕉葉綠體基因組各CDS的同義密碼子相對使用度（relative synonymous codon usage， RSCU）和有效密碼子數(shù)（Effective number of codon， ENC）。使用EMBOSS explorer中的CUSP（https：//www.bioinformatics.nl/emboss-explorer/）在線軟件分析獲得朱蕉葉綠體基因組不同基因中GC₁、GC₂、GC₃和GC_all的堿基含量，并利用SPSS 25.0軟件對其進行相關(guān)性分析。

1.2.4? 朱蕉密碼子使用偏好性影響因素相關(guān)分析? 參考WRIGHT^[40]提出的方法來判斷朱蕉葉綠體基因組密碼子使用的偏好性。在中性繪圖分析中以GC₃為橫坐標、GC₁₂（GC₁與GC₂的平均值）為縱坐標作散點圖，對二者進行相關(guān)性分析，圖中1個散點代表1個基因，分析GC₁、GC₂和GC₃相關(guān)性。ENC-plot是以ENC值為縱坐標，GC₃值為橫坐標進行二維散點圖的繪制，標準曲線公式為：ENC=2+GC₃+29/（GC₃²+（1–GC₃）²）。PR2-plot分析（Parity rule 2）是以G₃/（G₃+C₃）值為橫坐標，以A₃/（A₃+T₃）值為縱坐標進行PR2-plot繪圖分析。通過以上相關(guān)分析來揭示朱蕉葉綠體基因組密碼子的使用偏好性，由此區(qū)分基因組密碼子使用偏好性的情況和檢測堿基組成對密碼子偏好性之間的關(guān)系^[41]。

1.2.5? 最優(yōu)密碼子分析? 參考WRIGHT^[40]提出的方法從兩端各選取10%的基因（前后各5條），建立高低基因表達庫。若同一密碼子既符合高表達密碼子，又符合高頻密碼子，則將該密碼子確定為葉綠體基因組的最優(yōu)密碼子。

1.2.6? 朱蕉葉綠體基因組特征分析? 利用MISA（https：//webblast.ipk-gatersleben.de/misa/）在線軟件進行朱蕉葉綠體基因組SSR（簡單重復序列）序列的相關(guān)分析，參數(shù)設(shè)置為四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸至少重復3次，三核苷酸至少重復4次，二核苷酸至少重復5次，單核苷酸至少10次。設(shè)置2個SSR位點之間的距離為100 bp，若2個位點間的距離小于100 bp，則2個序列組成1個復合微衛(wèi)星。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 朱蕉葉綠體基因組結(jié)構(gòu)與特征

朱蕉葉綠體基因組全長為154 488 bp，GC含量為38.0%，是高度保守的典型四分體結(jié)構(gòu)（圖1），其中包括了大單拷貝區(qū)85?279?bp，GC含量為36.1%;小單拷貝區(qū)20?325?bp，GC含量為32.6%;雙向重復區(qū)分別長24 442?bp，GC含量分別為43.4%。朱蕉葉綠體基因組共注釋出131種基因，其中unigenes的有111種，分別為rRNA基因4種、編碼蛋白質(zhì)基因78種和tRNA基因29種（表1）。

2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析

利用最大似然法（ML）對龍舌蘭科中19種植物進行系統(tǒng)發(fā)育分析（圖2），圖中19種植物分為4個組：GroupⅠ（ML-100%）包括朱蕉屬、龍血樹屬和虎尾蘭屬的7個種，分別是朱蕉（C. fruticosa）、藍朱蕉（C. indivisa）、金邊虎尾蘭（S. trifasciata）、柬埔寨龍血樹（D. cambodiana）、龍血樹（D. draco）、香龍血樹（D. fragrans）和D. coohinchinensis;GroupⅡ（ML-100%）包括晚蘆薈屬和Hesperocallis屬共3個種，分別是H. parviflora、H. campanulate和H. undulata;GroupⅢ（ML-100%）包括絲蘭屬的3個種，分別是短葉絲蘭（Y. brevifolia）、Y. brevifolia×Y. jaegeriana和Y. jaegeriana;GroupⅣ（ML-100%）包括龍舌蘭屬和晚香玉屬中的6個種，分別是美洲龍舌蘭（A. americana）、Polianthessp.、劍麻H.11648（A. hybrid cultivarH.11648）、灰葉劍麻（A. four-croydes）、狹葉龍舌蘭（A. angustifolia）和劍麻（A. sisalana）。分析結(jié)果表明朱蕉與藍朱蕉形成一個單系群，且親緣關(guān)系最近，GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ和GroupⅣ 4個屬植物以100%的支持率相互形成一個單系群，而這些單系群共同組成了龍舌蘭科。

2.3密碼子相關(guān)性分析

利用CUSP在線程序和CodonW 1.4.2軟件對經(jīng)過篩選過的朱蕉葉綠體基因組的47條蛋白質(zhì)編碼序列（CDS）進行分析，結(jié)果如表2所示：所有CDS的平均GC_all含量為38.29%，GC₁為46.45%，GC₂為39.14%，GC₃為29.47%，表明朱蕉葉綠體基因組密碼子在不同位置的GC含量分布不均勻，其GC堿基含量存在差異。GC₁、GC₂的GC堿基含量要高于GC₃的GC堿基含量，說明朱蕉葉綠體基因組密碼子堿基偏好以A/U（T）結(jié)尾。在47條CDS朱蕉葉綠體基因組密碼子中其ENC值介于35.48～59.44之間，平均值為48.4，結(jié)果表明朱蕉葉綠體基因組密碼子的使用偏性為中等偏下。

由表3可知，GC_all和GC₁、GC₂堿基含量呈極顯著相關(guān)（P<0.01），與GC₃堿基含量呈顯著相關(guān)（P<0.05），GC₁和GC₂堿基含量呈極顯著相關(guān)，GC₁、GC₂堿基含量和GC₃堿基含量不顯著相關(guān)，說明朱蕉葉綠體基因組第3位堿基與第1位、第2位堿基間有較大差異，第1位和第2位之間的相似度很高。ENC和GC₃堿基含量呈極顯著相關(guān)，與GC₁、GC₂堿基含量不顯著相關(guān)。上述結(jié)果說明影響密碼子使用偏好性的是第3位堿基的構(gòu)成。但由于密碼子數(shù)N和ENC的相關(guān)系數(shù)是0.140，并未達到顯著水平，則表明該基因序列長度對密碼子偏好性影響較弱。

朱蕉葉綠體基因組相關(guān)RSCU分析如表4所示，共有34個密碼子的RSCU值>1，且以U結(jié)尾的密碼子有16個，以A結(jié)尾的密碼子有14個，以G結(jié)尾的密碼子有3個，以C結(jié)尾的密碼子有1個，A、U結(jié)尾較多。說明朱蕉葉綠體基因組以G、C結(jié)尾的密碼子偏好較弱，多偏好于A、U結(jié)尾。

2.4? 密碼子使用偏好性影響因素

從圖3可知，朱蕉葉綠體基因組密碼子GC₁₂的取值范圍在0.427～1.288之間，GC₃的取值范圍在0.213～0.408之間，GC₁₂和GC₃的趨勢線率（即回歸系數(shù)）為0.2687，其相關(guān)系數(shù)R=0.0592，說明朱蕉密碼子GC₁₂和GC₃的相關(guān)系數(shù)較低，GC₃的堿基組成與GC₁、GC₂有差異，且GC的含堿基量在基因組中高度保守，結(jié)果表明自然選擇壓力對朱蕉葉綠體基因組密碼子的影響較強。

ENC-plot圖中，朱蕉中大部分基因分布在曲線下方（圖4），說明朱蕉葉綠體基因組密碼子的偏好性受自然選擇壓力的影響較大。從表5 ENC比值頻數(shù)分布表可知：ENC比值分布在–0.05～ 0.05區(qū)間的有20個，與預期值ENC值較近，其余的基因則與預期ENC值較遠，即離標準曲線較遠，說明朱蕉葉綠體基因組密碼子偏好性主要受自然選擇壓力的影響。

PR2-plot繪圖分析（圖5）的4個平面區(qū)域內(nèi)的基因并未均勻分布，朱蕉葉綠體基因組中大多基因分布在下半部分，說明在堿基使用上T>A，G>C;即自然選擇壓力不是影響朱蕉葉綠體基因組的唯一因素，也會受自然選擇壓力之外的因素的影響。

2.5 最優(yōu)密碼子的確定

從表4可知朱蕉葉綠體基因組的高頻密碼子（RSCU>1）有34個，△RSCU≥0.08的高表達密碼子有25個，將同時滿足△RSCU≥0.08和RSCU>1的密碼子確認為朱蕉葉綠體基因組最優(yōu)密碼子，共篩選出17個最優(yōu)密碼子（UCU、UGU、UUA、UAA、UUG、CCU、CGU、CGA、AUU、ACU、AGU、AAA、GUU、GCU、GGU、GUA、GAA）。其中有6個以A結(jié)尾，10個以U結(jié)尾，1個以G結(jié)尾。

2.6朱蕉葉綠體基因組SSR分析

使用MISA分析朱蕉葉綠體基因組的SSR堿基組成，共檢測到91個SSR位點，其中五核苷酸最少僅有3個，四核苷酸有9個，三核苷酸有11個，二核苷酸有13個，而單核苷酸最多有55個。在所檢測到的朱蕉葉綠體基因組SSR中以A/T、AT/AT和AAAT/ATTT為重復單元的占76.92%，說明朱蕉葉綠體基因組SSR位點多以A、T重復單元為主。

3 ?討論

系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，龍舌蘭屬與絲蘭屬、晚蘆薈屬和Hesperocallis屬互為姐妹類群，且各屬間、種間分支明確，這與KATE等^[42]、MCKAIN等^[36]的研究結(jié)果一致，本研究構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹各分支節(jié)點以較高的支持率闡明了龍舌蘭科各屬間、種間的親緣關(guān)系。ZHU等^[35]通過葉綠體基因組序列建立了柬埔寨龍血樹ML系統(tǒng)發(fā)育樹，樹圖顯示藍朱蕉與柬埔寨龍血樹同為龍舌蘭科。黃威廉^[43]、VERLOOVE等^[44]在龍舌蘭科族的分類及地理分布的相關(guān)研究中，證明朱蕉屬與龍血樹屬、虎尾蘭屬同屬于龍血樹族（Draccaeneae），這些結(jié)果與本研究結(jié)果一致，有力地證明了本研究結(jié)果的可靠性。龍舌蘭科系統(tǒng)發(fā)育ML樹的4組分支都能以極高的支持率聚集且互為姐妹類群，證明了植物葉綠體基因組系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建在物種鑒定方面的準確性。

同義密碼子在蛋白質(zhì)與基因組的聯(lián)系中發(fā)揮著重要的作用^[45]，密碼子偏好性受多種因素影響，自然選擇壓力和突變壓力是主要的影響因素^[46]?；虻氖褂妙l率會受突變壓力或自然選擇壓力的影響，通常GC含量的變化被認為是基因突變的趨勢^[30]。通常氨基酸不受密碼子第3位堿基的改變而改變，而且突變時所受的自然選擇壓力也較弱，因此，可將GC₃當作分子密碼子使用模式的重要依據(jù)之一^[47]。通過對朱蕉葉綠體基因組密碼子偏好性的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，GC₁與GC₂呈極顯著相關(guān)，GC₃與GC₁、GC₂不具有相關(guān)性，表明GC含量在密碼子的各個位置上呈不均勻分布，RSCU的結(jié)果分析也證明了這一觀點。在對米櫧（Castan?opsis carlesii）^[48]、羽葉丁香（S. pinnatifolia）^[25]、陽春砂（Amomum villosum）^[49]、矮扁桃（Prunus tenella）^[50]、柿（Diospyros kaki）^[51]、永椿香槐（Cladrastis yunchunii）^[52]、燈盞花（Erigeron breviscapus）^[53]和杜梨（P. betulifolia）^[19]等植物的相關(guān)研究中，也得到了一致的觀點。

通過中線性、PR2-plot和ENC-plot繪圖分析發(fā)現(xiàn)，朱蕉葉綠體基因組密碼子偏好性主要受自然選擇壓力的影響，這在紫花苜蓿（Medicageo sativa）^[54]、秋茄（Kandelia obovata）^[55]、杜梨（P. betulifolia）^[19]、降香黃檀（Dalbergia odorifera）^[56]和永椿香槐（C. yunchunii）^[52]等植物的相關(guān)研究中也得出一致的結(jié)論。而在闊葉獼猴桃（Actinidia latifolia）^[57]、蝴蝶蘭（P.?aphrodite）^[32]、油茶（Camellia oleifera）^[58]、甜蕎（Fagopyrum esculentum）^[59]、香花枇杷（E. fragrans）^[31]和圓錐南芥（Arabis paniculate）^[60]等植物的研究中則發(fā)現(xiàn)，這些植物的葉綠體基因組密碼子偏好性不僅受到自然選擇壓力的影響，而且還會受到突變壓力的影響?？梢?，在不同的植物物種之間其葉綠體基因組密碼子偏好性的主要使用模式之間存在著差異性，并且這些影響因素的作用也不盡相同。本研究篩選出朱蕉葉綠體基因組17個最優(yōu)密碼子，多數(shù)以A、U結(jié)尾，這與劍麻（A.?sisalana）^[30]、乳油木（Vitellaria paradoxa）^[61]、杧果（Mangifera indica）^[62]和香花枇杷（E. fragrans）^[31]等植物的相關(guān)研究中最優(yōu)密碼子多以A、U結(jié)尾的結(jié)果相同，這可能是由于葉綠體基因組富含A、U（T）堿基，且植物葉綠體基因組密碼子的進化相對保守所造成。

通過MISA在線軟件對朱蕉葉綠體基因組核苷酸進行位點標記，研究發(fā)現(xiàn)朱蕉葉綠體SSR基因組堿基偏好多以A/T堿基為主。這與云南火焰蘭（Renanthera imschootiana）^[63]、草果（Amomum tsaoko）^[64]、狗棗獼猴桃（Actinidia kolomikta）^[65]、沙棗（Elaeagnus angustifolia）^[66]、裂葉榆（Ulmus laciniata）^[67]、金花茶（Camellia petelotii）^[68]和薏苡（Coix lacryma-jobi）^[69]等研究結(jié)果一致。葉綠體基因組在進化過程中具有保守性和單親遺傳等特點，且葉綠體SSR技術(shù)在系統(tǒng)發(fā)育、物種分類和遺傳多樣性等方面有明顯的優(yōu)勢^[70]。朱蕉葉綠體SSR位點的獲得對于后期進行龍舌蘭科相關(guān)物種鑒定、遺傳圖譜的構(gòu)建和系統(tǒng)發(fā)育等方面具有重要意義。

4 ?結(jié)論

朱蕉葉綠體基因組是典型的四分結(jié)構(gòu)，全長154 488 bp，GC含量為38%，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示朱蕉與藍朱蕉為姐妹種關(guān)系，對朱蕉密碼子使用偏好性進行分析得出其更多受自然選擇壓力的影響，通過對朱蕉葉綠體基因組的密碼子分析得出最優(yōu)密碼子有17個，其中16個是以A、U結(jié)尾的，朱蕉葉綠體基因組的SSR相關(guān)分析表明朱蕉葉綠體基因組SSR位點多以A、T重復單元為主。分析結(jié)果可為后續(xù)開展朱蕉屬植物系統(tǒng)發(fā)育研究、物種鑒定、基因工程等的相關(guān)研究提供理論參考。

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