【摘 要】
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稗属（Echinochloa spp.）属于禾本科,在全球分布广泛,包括多个农业恶性杂草。同时多个种被驯化为栽培稗种,在亚洲等地种植。稗属物种之间形态特征相似,因此分类存在很大争议,进化关系仍然不够明晰。本研究基于基因组高通量测序数据对稗属叶绿体全基因组序列进行组装、注释等分析,系统研究稗属叶绿体基因组的基本特征,并比较了稗属不同种及其变种叶绿体基因组之间的差异,重建稗属系统发育关系。此外,基于大
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稗属（Echinochloa spp.）属于禾本科,在全球分布广泛,包括多个农业恶性杂草。同时多个种被驯化为栽培稗种,在亚洲等地种植。稗属物种之间形态特征相似,因此分类存在很大争议,进化关系仍然不够明晰。本研究基于基因组高通量测序数据对稗属叶绿体全基因组序列进行组装、注释等分析,系统研究稗属叶绿体基因组的基本特征,并比较了稗属不同种及其变种叶绿体基因组之间的差异,重建稗属系统发育关系。此外,基于大规模群体的叶绿体基因组变异信息,解析了稗属物种及其变种复杂的演化过程。主要的研究结果如下:1.对稗属9个种/变种叶绿体基因组进行了组装,获得了22个完整叶绿体基因组序列。稗属叶绿体基因组大小在139592-139902 bp之间,总GC含量约为38.6%,与禾本科其他C4植物叶绿体基因组大小相近。稗属叶绿体基因组高度保守,种间差异较小。稗属主要物种的叶绿体含有112个基因,其中23个基因有两个拷贝。稗属叶绿体基因组密码子偏好性较弱,偏好密码子绝大多数以A/U结尾,密码子偏好性主要是受突变的影响,而不是选择。2.根据叶绿体基因组全长序列及SNP信息构建的系统发育树,本研究中的稗属材料分为6支:（1）六倍体E.colona和栽培稗E.frumentacea分支;（2）四倍体E.oryzicola、E.stagnina和六倍体E.crus-galli var.crus-galli分支;（3）二倍体E.haploclada分支;（4）四倍体E.walteri分支;（5）四倍体E.oryzicola var.hainanensis分支;（6）六倍体E.crus-galli混合群分支。3.基于607份稗属材料的群体系统进化关系发现,部分来自长江流域的稗草出现“核质冲突”现象,即核基因组属于六倍体E.crus-galli var.crus-galli,而叶绿体基因组却与四倍体E.oryzicola属于同一类型。其可能原因是,位于同一生态位（中国长江流域）的四倍体E.oryzicola和E.crus-galli var.crus-galli发生杂交,后代不断与E.crus-galli var.crus-galli回交,由此产生了具E.crus-galli var.crus-galli核基因组、E.oryzicola叶绿体类型的特殊群体,导致E.crus-galli var.crus-galli在系统发育树上分为两支。
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