海滨猫尾木叶绿体基因组特征及编码基因psbB对冷胁迫的响应OA北大核心

低温是濒危红树植物海滨猫尾木(Dolichandrone spathacea)生态修复的重要障碍,植物叶绿体及其编码的基因密切响应冷胁迫,解析叶绿体基因组特征及冷胁迫下编码基因psbB的分子响应规律有助于该物种的保护与修复。为揭示叶绿体基因组信息,该研究通过Illumina NovaSeq测序平台对海滨猫尾木总DNA进行测序、组装、注释和功能分析,以及为探究冷胁迫下psbB基因的变化规律,并且检测了海滨猫尾木幼苗在不同温度处理下的总叶绿素、丙二醛、脯氨酸、总酚、可溶性蛋白和可溶性糖等生理参数,同时利用荧光定量PCR实验检测了相应处理下叶片psbB基因的表达水平。结果表明:(1)海滨猫尾木叶绿体具有典型四分体结构,基因组大小为159139 bp,GC含量为37.9%,编码133个基因。其中,包括蛋白质编码基因(88个),tRNA基因(37个)和rRNA基因(8个)。(2)在系统发育分析中,海滨猫尾木未能形成单系,同其他8种紫葳科植物聚为一束,支持率达100%。(3)冷胁迫下,海滨猫尾木幼苗叶片总叶绿素含量随着处理温度的降低呈下降趋势,而总酚、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖的含量以及叶绿体编码基因psbB的相对表达量均随着处理温度的降低呈上升趋势。综上认为,海滨猫尾木叶绿体基因组特征与其他紫葳科植物高度保守。在冷胁迫下,该植物总叶绿素合成受到抑制,渗透性调节物质的合成受到影响,同时编码基因psbB参与了植物冷胁迫下的分子调控。以上结果为提升濒危红树植物抗冷能力分子辅助育种提供了前期基础。