来自美国加利福尼亚州的联邦濒危植物门兹壁花（Erysimum menziesii，十字花科，被子植物）的完整叶绿体基因组

《Microbiology Resource Announcements》：Complete chloroplast genome of the federally endangered Menzies’ wallflower Erysimum menziesii (Brassicaceae, Anthophyta) from California, USA

本研究完成濒危植物Menzies’s wallflower的叶绿体基因组测序，揭示其基因组为环形结构，长154,668 bp，含85个蛋白质编码基因、37个tRNA和8个rRNA基因，为生物信息学和物种保护提供数据支持。

　　

摘要

我们首次完成了来自美国加利福尼亚州太平洋格罗夫的联邦濒危植物物种 Erysimum menziesii 的完整叶绿体基因组测序。该叶绿体基因组为环状结构，AT碱基比例偏斜（63.4%），长度为154,668 bp。基因组具有四部分结构，包含85个蛋白质编码基因、37个转运RNA基因和8个核糖体RNA基因。

公告

Erysimum menziesii（Hook.）最初由外科医生兼博物学家阿奇博尔德·门齐斯（Archibald Menzies）在1791年至1795年参加温哥华探险期间从美国加利福尼亚州蒙特雷半岛采集的标本中描述（1–3）。这种植物为一次结实多年生植物，分布于俄勒冈州南部至加利福尼亚州中部，生长在海岸沙丘、海岬和悬崖上（4）。由于种群数量下降以及住宅开发、外来植物竞争和徒步旅行者踩踏等环境威胁，E. menziesii 被列入联邦濒危物种名单（5）。2017年的最新调查显示该物种仅存2,206株个体（6）。迄今为止已发表了多篇关于 Erysimum 属植物完整叶绿体基因组的论文（7–10），但 Erysimum menziesii 的基因组尚未被测序。在这项研究中，我们组装并记录了 E. menziesii 的完整叶绿体基因组，以促进对该极度稀有物种的生物信息学和保护遗传学研究。

图1 Erysimum menziesii 的植株与花序（A）以及完整的叶绿体基因组图（B）。(b) 来自美国加利福尼亚州太平洋格罗夫阿西洛马（Asilomar）的 E. menziesii 标本，比例尺为2.5厘米。(b) E. menziesii 的叶绿体基因组图。PGC表示蛋白质编码基因。基因组使用Chloroplot 0.2.4软件进行绘制（11）。最内层环显示AT碱基含量和转录方向（由箭头指示），最外层环显示基因位置；顺时针转录的基因位于内侧，逆时针转录的基因位于外侧。颜色编码对应于左下角关键中的不同基因组。

该 E. menziesii 标本是通过许可证号2081(a)?23-097-V从美国加利福尼亚州太平洋格罗夫的阿西洛马采集的，存放在洪堡州立大学维管植物标本馆（HSC），标本编号为HSC 106351。DNA使用DNeasy Blood and Tissue Kit（Qiagen）试剂盒按制造商协议提取，但进行了两项修改：结合步骤调整为4,000 × g离心3分钟，孵育7分钟后用40 μL TAE缓冲液洗脱DNA（12）。150 bp双端文库使用NEBNext Ultra II DNA Library Prep kit（New England Biolabs）构建，并在Illumina NovaSeq 6000测序仪上使用RTA3质量控制软件进行测序（Novogene Corporation Inc.）。测序产生的21,122,994条读段通过Geneious Prime 2019.1.3（Biomatters Limited）中的默认BBDuk 1.0设置进行过滤。叶绿体基因组使用过滤后的读段和参考序列 E. siliculosum（GenBank登录号 JN847822）以及NOVOPlasty 4.3.1的默认参数进行组装（14）。组装结果得到一个单一的环状叶绿体基因组，平均覆盖率为1,532倍。基因组起始位置经过手动调整，使其与 E. cheiranthoides（GenBank登录号 MN207123）一致。注释使用CPGAVAS2软件以默认模式进行预测（15），参考序列为 E. cheiranthoides，并根据NCBI ORFfinder（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/）、tRNAscan-SE 2.0（16）和Sequin 15.5（17）手动调整起始和结束位置。

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基因类别	基因
乙酰辅酶A羧化酶	accD
ATP合成酶	atpA, atpB, atpE, atpF, atpH, atpI
C型细胞色素合成基因	ccsA
细胞色素b/f复合体	petA, petB, petD, petG, petL, petN
DNA依赖性RNA聚合酶	rpoA, rpoB, rpoC1, rpoC2
包膜膜蛋白	cemA
假想蛋白
大核糖体亚基

致谢

本研究得到了哈特内尔学院（Hartnell College）教育部门颁发的P031S200004号项目的支持。