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列当科(Orobanchaceae)肉苁蓉属(Cistoanche)植物是我国植物资源中的重要类群,目前我国肉苁蓉相关产品的年销售额已突破亿元,肉苁蓉产业已形成一定规模,并成为西部经济发展的重要组成部分。叶绿体作为植物进行光合作用和能量转化的细胞器,在维持地球生物的生存上有着重要作用。肉苁蓉属植物分类混乱,我国分类学家对于肉苁蓉属的分类意见各不相同。为了更好的对肉苁蓉属植物分类鉴别提供组学参考数据,本文对生长于我国西北部地区的肉苁蓉属四个寄生性物种,肉苁蓉(Cistanche deserticola)、管花肉苁蓉(Cistanche tubulosa)、盐生肉苁蓉(Cistanche salsa)和沙苁蓉(Cistanche sinensis)进行了叶绿体全基因组测序、组装和分析。结合从GenBank下载的同属植物Cistanche phelypaea(NC025642.1)进行了系统发育、分化时间和分子标记分析。结果:①肉苁蓉属四个植物的叶绿体基因组为典型的环形四分状结构。②叶绿体基因组大小依次为肉苁蓉109 495 bp,管花肉苁蓉75 375 bp,盐生肉苁蓉111 710 bp,沙苁蓉111 500bp。③肉苁蓉属四个植物叶绿体基因组中基因缺失主要为光合作用和能量产生基因。④研究首次发现管花肉苁蓉中的Ribosomal RNA genes为单拷贝,该现象预示着管花肉苁蓉可能正在经历更加剧烈的基因丢失。⑤滑动窗口分析显示肉苁蓉属植物叶绿体基因组间的核苷酸多样性平均值为0.309 866,与其他属植物相比高出很多。⑥运用mVISTA软件对肉苁蓉属五个植物叶绿体基因组的序列相似性分析结果显示,肉苁蓉和盐生肉苁蓉较相似;沙苁蓉、管花肉苁蓉和C.phelypaea较相似。其中沙苁蓉与肉苁蓉和盐生肉苁蓉在非编码区差别很大,推测可能是因为沙苁蓉的遗传进化过程与肉苁蓉和盐生肉苁蓉不一致,或是沙苁蓉正在经历与肉苁蓉和盐生肉苁蓉不一样的进化过程。⑦基于列当科植物叶绿体基因组中的 15 个共有基因:clpP、matK、rpl16、rpl2、rpl20、rpl3、rpl36、rps11、rps14、rps18、rps3、rps4rps7、rps8和rps2构建系统发育树,结果显示肉苁蓉属5个物种聚在一枝上。且在肉苁蓉属内大致分为了两枝,一枝为沙苁蓉独居。这表明沙苁蓉与其余四个肉苁蓉属物种相比,在进行时更先分化出来。⑧利用BEAST软件对肉苁蓉属物种进行分子钟(分化时间)研究,结果显示肉苁蓉属物种形成时间不同。较先形成的物种为沙苁蓉,在27.0 223百万年前(Mya)率先完成了分化。⑨利用Ecoprimer软件对肉苁蓉属五个物种的叶绿体基因组进行分析,设计出20对潜在的分子标记,可用于肉苁蓉属物种的精准鉴定。