《植物生理学报》 2019, 55(7): 959-966

四种禾本科作物叶绿体基因组碱基替换的侧翼序列特征

黄卓然, 吴晓敏, 张慧君, 段永波, 张强^*

淮北师范大学生命科学学院, 安徽淮北235000

通信作者：张；E-mail: zhangq@foxmail.com

摘　要：

对于核苷酸替换对相邻位点依赖性及侧翼序列特征的研究有助于厘清不同物种之间的进化关系, 可以作为基因编辑和基因修饰技术的基础。早期研究表明, CpG甲基化效应广泛存在于哺乳动物和细菌基因组中,而叶绿体某些基因中的颠换相邻位点表现出一定的碱基组成偏好。本研究将4种禾本科作物小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)的叶绿体基因组序列分为两组比对, 查找替换位点并统计侧翼序列各位点碱基组成。通过相对熵(KL散度)作图, 发现小麦和水稻的叶绿体基因组中相邻序列的碱基组成受到替换的影响随着距离的增大而减小, 而玉米和高粱叶绿体基因组缺少相应规律。对于相对熵较高的替换相邻位点, 通过不同核苷酸相对熵贡献的研究, 发现4种禾本科作物的叶绿体基因组均表现出CpG甲基化效应以及颠换相邻位点的特殊组成规律。本研究为相对熵在植物基因组分子进化领域的应用提供参考。

关键词：禾本科作物; 叶绿体基因组; 替换位点; 侧翼序列; 相对熵

收稿：2019-03-26   修定：2019-06-17

资助：安徽省高校自然科学研究项目(KJ2016B011)、安徽省高校优秀青年骨干教师国内访问研修项目(gxgnfx2018084)和安徽省自然科学基金(1608085MC49)。