四种烟草品种叶绿体基因组比较研究及用于品种鉴定的cpDNA标记开发

《Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology》：Comparative chloroplast genomics of four Nicotiana tabacum cultivars and development of cpDNA markers for cultivar discrimination

　　# 摘要品种真实性和遗传纯度是烟草质量控制的关键。然而，中国主要烟草（*Nicotiana tabacum*）品种红花大金元（HD）、云烟87（YY87）、K326和CY之间形态相似度高，加之传统鉴定方法的主观性，阻碍了对不同生长阶段品种进行准确区分，威胁到种子纯度和品牌完整性。基于叶绿体（cp）基因组的分子标记为区分近缘品种提供了强有力的工具。本研究对四个品种的完整cp基因组进行了测序、组装和注释，随后开展了比较基因组学、核苷酸多样性分析和系统发育重建。在此基础上，进一步筛选了高变区间区域，设计了特异性引物，并进行了验证。四个cp基因组均呈现典型的四区结构且具有高度保守性。共鉴定并验证了六个高变区间区域（*accD-psaI*、*atpH-atpI*、*petA-psbJ*、*petN-psbM*、*rbcL-accD*和*rpl20-rps12-copy2*），每个区域的扩增效率均为100%。其中，*accD-psaI*表现出最强的鉴别能力，可有效区分HD与YY87。然而，使用当前筛选策略未能找到能够明确区分K326与CY的cp DNA标记。系统发育分析揭示了不同的母系起源：HD和K326与栽培谱系聚类，而YY87和CY则与不同的野生谱系聚类。本研究提供了经验证的cp标记用于品种鉴别，并揭示了母系起源的差异，为了解烟草进化历史提供了参考。研究结果还强调了利用互补的核基因或线粒体标记来解析cp基因组高度保守的近缘品种间关系的必要性。