坛紫菜不同品系叶绿体基因组比较分析揭示遗传分化与分子标记开发

本研究针对坛紫菜(Pyropia haitanensis)种质资源混杂导致的性状退化问题，通过基因组浅层测序(genome skimming)技术完成15个品系叶绿体基因组组装注释，鉴定出8个高变区(petJ-carA等)可作为分子标记，系统发育分析揭示其分为3个亚群，为种质鉴定和育种提供重要遗传资源。

　　

作为中国特有的暖温带经济海藻，坛紫菜在福建、浙江等沿海地区大规模栽培，其产量占全国紫菜总产量的75%。然而随着栽培规模扩大，不同品种混养导致自然杂交和突变风险增加，引发种质退化、抗病性下降等问题。传统分子标记如ISSR和SSR因信息量有限难以有效区分种质，亟需开发更精准的鉴定方法。

宁波大学的研究团队在《Aquatic Botany》发表研究，选取包括MF-1、ZD-1等4个审定品种在内的15个坛紫菜品系，采用基因组浅层测序技术组装叶绿体基因组，通过比较基因组学分析揭示遗传变异特征。主要技术包括：改良CTAB法提取DNA、Illumina双端测序、GetOrganelle软件组装、MAFFT比对、MISA检测SSR位点，以及IQ-TREE构建系统发育树。

Algal materials and DNA sequencing
研究采集宁波市连升码头养殖的15个品系，选取15 cm健康藻体经液氮冻存后，采用改良CTAB法提取高质量DNA用于建库测序。

Characteristics of the chloroplast genomes
组装获得的叶绿体基因组大小介于195,577-201,312 bp之间，编码253-254个基因，包含28-30个SSR位点，其中AT二碱基重复占比最高。品系间基因含量高度保守，但ZD-1和DT品系基因组最大(201,312 bp)，ZJ品系最小(195,577 bp)。

Conclusion
研究发现8个高变区：petJ-carA、ORF32-ycf35、rbl35-pbsA等可作为分子标记。系统发育分析将15个品系划分为3个亚群，表明存在显著遗传分化。这些高变区比传统条形码基因(rbcL/matK)具有更强区分能力。

该研究首次系统揭示坛紫菜品系间叶绿体基因组变异模式，开发的分子标记可应用于种质鉴定和育种实践。通过全基因组尺度分析弥补了片段化标记的不足，为海洋经济藻类的遗传资源保护与利用提供新范式。研究还发现部分品系存在ycf12基因假基因化现象，暗示功能基因的演化可能与环境适应性相关。资助信息显示该工作得到宁波市重大科技专项(2021Z004)和国家自然科学基金(32001086)支持。