【摘 要】
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扁蓿豆（Medicago ruthenica）隶属于豆科（Leguminosae）苜蓿属（Medicago）,主要分布在高山及荒漠化草原。扁蓿豆在营养价值和生态固氮方面都发挥着重要的作用。本研究以‘太行’扁蓿豆为试材,通过全基因组测试数据组装了高质量的扁蓿豆叶绿体基因组,运用生物信息软件具体分析其叶绿体基因组结构、变异速率、重复序列以及密码子偏好,最后基于27种车轴草族物种进行系统发育分析。为苜蓿
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扁蓿豆（Medicago ruthenica）隶属于豆科（Leguminosae）苜蓿属（Medicago）,主要分布在高山及荒漠化草原。扁蓿豆在营养价值和生态固氮方面都发挥着重要的作用。本研究以‘太行’扁蓿豆为试材,通过全基因组测试数据组装了高质量的扁蓿豆叶绿体基因组,运用生物信息软件具体分析其叶绿体基因组结构、变异速率、重复序列以及密码子偏好,最后基于27种车轴草族物种进行系统发育分析。为苜蓿属基因组进化提供了宝贵材料,也为将来在扁蓿豆和其他苜蓿属植物开展分子育种提供了遗传基础。本研究的主要内容及结果如下:1.通过Illumina Hiseq平台进行高通量测序,获得完整的‘太行’扁蓿豆（Medicago ruthenica cv.Tai Hang）叶绿体全基因组序列信息,并在NCBI数据库中保存注册。‘太行’扁蓿豆叶绿体基因组全长124 254 bp,三分体结构（LSC、SSC、IR）,属于IRLC分支,拷贝区与反向重复区界限不明显,叶绿体基因组序列变异率较高。GC含量（34%）明显低于AT含量（66%）。经注释得到109个基因,包括蛋白编码基因（74个）、t RNA基因（31个）和r RNA基因（4个）。10个蛋白编码基因和7个t RNA基因含内含子,除ycf3基因（含有两个内含子）之外,其余基因均含有一个内含子。2.序列保守性分析表明近缘种叶绿体基因组的变异率趋势为:非编码区＞编码区,翻译区＞外显子区＞非翻译区;t RNA基因和r RNA基因均较保守。亲缘关系与变异率呈负相关。3.对‘太行’扁蓿豆叶绿体基因组进行重复序列筛选及分析:共得到76个SSR位点,平均每1634 bp出现一个位点。SSR主要为单碱基重复,且碱基组成具有显著偏斜性（偏A/T类型）,并利用SSR位点开发出11条引物。此外还识别出43条长串联重复序列,52条长散在重复序列（43条正向重复序列、9条回文重复序列）,为开发新的分子标记和辅助育种奠定了基础。4.利用Condon W 1.4.2对‘太行’扁蓿豆蛋白编码序列进行密码子偏好分析,其编码区各位置的GC含量呈GC1＞GC2＞GC3趋势。密码子编码数目最多和最少的氨基酸分别为亮氨酸（Leu）和半胱氨酸（Cys）。此外,筛选出17个最优密码子,均为NNA或NNU型。密码子总体来说偏性较弱,主要受自然选择的影响。5.系统发育树表明,在27个车轴草族植物中,车轴草属植物位于最基部,其次为胡卢巴和白花草木犀,苜蓿属植物聚为一大支。‘太行’扁蓿豆与同种植物—扁蓿豆（MN901635.1）亲缘关系最近,并与其他苜蓿属植物聚为姐妹支。
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