肉苁蓉属Cistanche是列当科Orobanchaceae全寄生药用植物,也是分布于中国西北干旱荒漠地区的濒危物种,其肉质茎具有补肾阳、益精血的功效。目前肉苁蓉产业已经达到几十亿规模,为西部经济发展做出了重要贡献。课题组前期已经完成中国肉苁蓉属四个物种叶绿体基因组的研究,为了保护其遗传资源,丰富其遗传信息,本研究以幼嫩肉质茎为材料,对我国西北地区的肉苁蓉属四个物种:肉苁蓉Cistanche deserticola、盐生肉苁蓉Cistanche salsa、沙苁蓉 Cistanche sinensis和管花肉苁蓉Cistanchetubulosa进行了线粒体基因组测序、组装和分析,在基因组结构、水平基因转移和系统进化等方面得到如下结果:1、应用三代Nanopore高通量测序方法开展肉苁蓉属基因组测序,获取216 Gb数据,应用二代Illumina测序方法获取20 Gb数据。Blastn 比对后筛选出线粒体reads,组装连接成37条contigs,得到肉苁蓉属线粒体基因组。2、拼接组装得到的线粒体基因组极大,大小依次为:肉苁蓉2043 Kb、盐生肉苁蓉2100 Kb、沙苁蓉1392 Kb和管花肉苁蓉2536 Kb。碱基的组成比例分别为 A(27.44-27.80%)、T(27.59-28.03%)、C(22.15-22.53%)和 G(22.03-22.43%)。3、肉苁蓉属线粒体基因组结构多元化,线形与环形兼具。肉苁蓉线粒体基因组由11条线形contigs构成,盐生肉苁蓉由8条线形contigs构成,沙苁蓉由6条线形和1条环形contigs构成,管花肉苁蓉由11条线形contigs构成。线粒体基因组比对显示存在大量重组事件,肉苁蓉和盐生肉苁蓉重组较少,其余肉苁蓉重组较多。4、基因注释分析显示肉苁蓉属线粒体基因组中含有33个完整蛋白编码基因,3个核糖体RNA基因,23个转运RNA基因。此外,还有从叶绿体基因组中水平转移到线粒体基因组中的15个蛋白编码基因。5、肉苁蓉属线粒体基因组重复序列较多,共检测出33-72条简单重复序列,22-68条串联重复序列,320-875条散在重复序列。6、系统进化分析显示肉苁蓉属四个物种聚为一支,属内支持率为100,其中肉苁蓉与沙苁蓉聚为一支,盐生肉苁蓉和管花肉苁蓉聚为一支。7、选择压力和突变位点分析显示ccmC基因在盐生肉苁蓉进化枝上被正向选择,存在5个突变位点;matR基因在肉苁蓉进化枝上被正向选择,也存在5个突变位点。