劉 潮，李 敏，任怡園，錢柏霖，韓利紅

（曲靖師范學(xué)院生物資源與食品工程學(xué)院/云南省高校特色果酒技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用工程研究中心，云南 曲靖 655011）

0 引言

【研究意義】人參屬（PanaxL.）屬傘形目五加科（Araliaceae）多年生草本植物，起源于喜馬拉雅山區(qū)[1]，主要分布于東亞和北美的高海拔山區(qū)，該屬幾乎所有物種均具有重要的藥用價(jià)值，特別根莖被廣泛用作草藥[2]。葉綠體是綠色植物體重要的細(xì)胞器，植物物種和個(gè)體之間的葉綠體基因組變異，對(duì)于植物群體遺傳學(xué)研究和物種鑒定均具有重要價(jià)值。葉綠體基因組研究可為人參屬物種鑒定、起源、進(jìn)化、遺傳多樣性分析和資源保護(hù)與利用提供基礎(chǔ)。【前人研究進(jìn)展】人參屬包含14個(gè)物種，其中人參（P.ginseng）、西洋參（P.quinquefolius）、三七（P.notoginseng）、竹節(jié)參（P.japonicus）和越南參（P.vietnamensis）為中國(guó)、美國(guó)、日本和越南等地貴細(xì)類藥材，用于治療和預(yù)防多種疾病，具有很大國(guó)際市場(chǎng)[3]。人參、屏邊三七（P.stipuleanatus）和姜狀三七（P.zingiberensis）均已入選中國(guó)珍稀瀕危植物名錄，其中人參屬植物具有相似的形態(tài)特征，但在活性成分和藥理作用上存在明顯差異[4-5]。人參富含100余種人參皂苷類活性成分，是我國(guó)中草藥材中著名的植物類藥材，有助于緩解疲勞、促進(jìn)康復(fù)和預(yù)防潛在疾病[5]，其富含的人參皂苷Ra2、Rg1、Ra1以及丙二酰人參皂苷Ra3等，可通過(guò)作用于哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶（PI3K）和其他靶點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)前列腺特異性抗原（PSA）、核糖體 S6激酶（S6K）、MDM2（Murine double minute 2）和P53基因的 mRNA表達(dá)，從而抑制乳腺癌的增殖[4]。西洋參產(chǎn)自美國(guó)和加拿大南部，主要用于治療氣虛性貧血、咳嗽和哮喘[6]。三七主要分布在中國(guó)云南省，含有皂苷和三七素等止血活性成分，常用于調(diào)節(jié)和治療心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等方面疾病[7]。葉綠體基因組編碼多個(gè)參與光合作用等重要代謝反應(yīng)的關(guān)鍵蛋白，由一對(duì)反向重復(fù)區(qū)（Inverted repeats，IRs）分別將大單拷貝區(qū)（Large single copy，LSC）和小單拷貝區(qū)（Small single copy，SSC）分開(kāi)，從而構(gòu)成典型的四分體結(jié)構(gòu)[2,8-11]。大部分被子植物葉綠體基因組包含120～130個(gè)基因，其中包括編碼光合作用相關(guān)的蛋白編碼基因、核糖體RNA基因和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA基因[8,11]。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，大量植物葉綠體基因組序列已完成測(cè)序，葉綠體基因組被廣泛用于物種鑒定和系統(tǒng)發(fā)育分析[8,11-12]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，多個(gè)人參屬物種葉綠體基因組序列已被公布[13-14]，鑒于人參屬物種重要的開(kāi)發(fā)和利用前景，應(yīng)用葉綠體基因組的遺傳分析，對(duì)于人參屬物種鑒定、資源保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用均具有重要的理論和實(shí)踐意義?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究基于已公布的葉綠體基因組數(shù)據(jù)，利用生物信息學(xué)方法，對(duì)人參屬物種葉綠體基因組結(jié)構(gòu)、重復(fù)序列、核苷酸變異位點(diǎn)、基因進(jìn)化以及系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)行分析。人參屬物種親緣關(guān)系和遺傳多樣性分析，將為我國(guó)人參屬資源的品種改良和開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

從美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）檢索并下載14種人參屬植物葉綠體基因組序列信息（表1）。

表1 人參屬物種葉綠體基因組特征Table 1 Chloroplast genomes of Panax species

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 重復(fù)序列分析 通過(guò)REPuter軟件[15]分析長(zhǎng)重復(fù)序列，參數(shù)設(shè)置為最小重復(fù)長(zhǎng)度30 bp，最大堿基錯(cuò)配數(shù)3。通過(guò)MISA軟件[16]檢測(cè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列（Simple sequence repeat，SSR）數(shù)目及位置分布，最小重復(fù)數(shù)設(shè)為單核苷酸10，二核苷酸5，三核苷酸4，四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸均為3。

1.2.2 基因組結(jié)構(gòu)分析 使用IRscope軟件[17]對(duì)人參屬物種葉綠體基因組LSC、SSC和IRs邊界的收縮與擴(kuò)張進(jìn)行可視化。通過(guò)mVISTA軟件[18]，以人參葉綠體基因組序列（MK408938）為參照，選用Shuffle-LAGAN全局比對(duì)模式，對(duì)人參屬物種葉綠體基因組序列同源性進(jìn)行可視化比對(duì)。

1.2.3 核苷酸多樣性分析 使用MAFFT軟件[19]對(duì)葉綠體基因組序列進(jìn)行比對(duì)，使用DnaSP軟件[20]計(jì)算葉綠體基因組序列核苷酸多態(tài)性（Pi），參數(shù)設(shè)置為搜索窗口長(zhǎng)度600 bp，步長(zhǎng)200 bp，使用R程序繪圖。

1.2.4 基因進(jìn)化分析 使用MAFFT軟件對(duì)各物種葉綠體蛋白編碼基因進(jìn)行比對(duì)，使用PAMLX[21]的CODEML算法采用位點(diǎn)模型法對(duì)正選擇位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并評(píng)價(jià)人參屬物種葉綠體蛋白編碼基因的進(jìn)化情況。

1.2.5 系統(tǒng)發(fā)育分析 利用14種人參屬植物葉綠體基因組序列，以五加科物種楤木（Aralia elata）和波緣楤木（A.undulata）為外類群，使用IQ-TREE 2軟件[22]基于最大似然法（Maximum likelihood，ML）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，建樹(shù)模型為TVM+F+R6，步長(zhǎng)值為1 000。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠體基因組特征

14種人參屬植物葉綠體基因組均為雙鏈環(huán)形結(jié)構(gòu)，由LSC、SSC、IRa和IRb等4部分構(gòu)成，基因組總長(zhǎng)度為155 984 bp（越南參變種P.vietnamensisvar.langbianensis）～156 402 bp（珠子參P.major），屬內(nèi)葉綠體基因組長(zhǎng)度差異小于500 bp，總GC含量為38.04%～38.08%，LSC、SSC和 IR長(zhǎng)度分別為86 077 ～86 322 bp、17 934 ～18 150 bp 和 25 887 ～26 103 bp，GC含量分別為36.26%～36.31%、32.07%～32.27%和42.98%～43.10%（表1）。所有基因組均包含114個(gè)unique基因，其中有80個(gè)蛋白編碼基因，4個(gè)rRNA和30個(gè)tRNA。21個(gè)基因?qū)儆陔p拷貝基因，包括8個(gè)蛋白編碼基因（ndhB、rpl2、rpl23、rps7、rps12、ycf1、ycf2和ycf15），4個(gè) rRNA基因（rrn4.5、rrn5、rrn16和rrn23）， 7個(gè) tRNA基因（trnA-UGC、trnI-CAU、trnI-GAU、trnL-CAA、trnN-GUU、trnR-ACG和trnV-GAC）。3個(gè)基因（rps12、clpP和ycf3）包含2個(gè)內(nèi)含子，15個(gè)基因包含1個(gè)內(nèi) 含 子 （atpF、ndhA、ndhB、petB、petD、rpl2、rpl16、rpoC1、rps16、trnA-UGC、trnG-UCC、trnIGAU、trnK-UUU、trnL-UAA和trnV-UAC）。

2.2 重復(fù)序列分析

利用REPuter軟件對(duì)14種人參屬植物葉綠體基因組序列4種長(zhǎng)重復(fù)序列進(jìn)行分析，共檢測(cè)到長(zhǎng)度為30～100 bp的重復(fù)序列625條（圖1）。4種重復(fù)類型中，回文重復(fù)數(shù)目最多，平均含有24條，其次為正向重復(fù)，平均20條，各物種中反向重復(fù)和互補(bǔ)重復(fù)數(shù)較少，除了野三七（P.vietnamensisvar.fuscidiscus）中含有4條反向重復(fù)和2條互補(bǔ)重復(fù)外，其他物種僅含有0～1條反向重復(fù)，且均不含互補(bǔ)重復(fù)序列（圖1-A）。根據(jù)重復(fù)序列長(zhǎng)度分析顯示，各物種中30～39 bp長(zhǎng)度的序列最多，平均占56%，其次為40～49 bp序列，平均占23%，60～69 bp序列占15%，而50～59 bp和大于70 bp的序列占比均為3%（圖1-B）。重復(fù)序列數(shù)目最多的是疙瘩七（P.japonicusvar.bipinnatifidus）102條，最少的為屏邊三七（P.stipuleanatus）27條，其他物種的重復(fù)序列數(shù)目為31～56條。

從14種人參屬植物葉綠體基因組中共檢測(cè)到574個(gè)SSR位點(diǎn)，各物種中分布數(shù)目為37～45個(gè)，單核苷酸重復(fù)數(shù)目最多，平均占49%，四核苷酸重復(fù)占21%，二核苷酸占15%，三核苷酸占7%，五核苷酸占6%，六核苷酸僅占2%（圖2-A）。單核苷酸重復(fù)類型主要為A/T，占單堿基重復(fù)的83%；二核苷酸重復(fù)均為AT/AT型；三核苷酸重復(fù)有AAT/ATT、AAG/CTT和AGC/CTG等3種類型，其中AAT/ATT占60%；5種四核苷酸重復(fù)中，AAAG/CTTT型占42%，AAAT/ATTT型占 36%，ACCT/AGGT型占28%，AATT/AATT型占14%，而AAAC/GTTT型僅占1%；五核苷酸重復(fù)主要為AATCT/AGATT型，占76%，部分物種中未檢測(cè)到六核苷酸重復(fù)（圖2-B）。人參屬種間SSR數(shù)目差異相對(duì)較小，竹節(jié)參葉綠體基因組中SSR數(shù)目最多（45個(gè)），三七和疙瘩七的SSR最少（均為37個(gè)）。

2.3 葉綠體基因組結(jié)構(gòu)變異

使用IRscope軟件對(duì)人參屬物種葉綠體基因組LSC/IRs/SSC邊界收縮與擴(kuò)張進(jìn)行比較（圖3）。14種植物IR區(qū)長(zhǎng)度最大差異為216 bp，表明IR區(qū)存在一定程度的擴(kuò)張或收縮。所有物種LSC/IRb邊界均跨越基因rps19，IRb區(qū)延伸到rps19的長(zhǎng)度為46～51 bp；IRb/SSC邊界存在較大差異，7個(gè)物種IRb/SSC邊界跨越基因ycf1，ycf1編碼區(qū)延伸到SSC長(zhǎng)度為1～3 bp，6個(gè)物種 IRb/SSC邊界跨越基因ndhF，IRb區(qū)延伸到ndhF長(zhǎng)度為8～12 bp；所有物種SSC/IRa邊界均位于基因ycf1編碼區(qū)內(nèi)，IRa區(qū)延伸到y(tǒng)cf1的長(zhǎng)度為1 476～1 649 bp；全部物種IRa/LSC邊界均跨越基因trnH，IRa的延伸長(zhǎng)度為4～7 bp。

以人參葉綠體基因組（MK408938）為參照，使用mVISTA軟件比較人參屬物種葉綠體基因組序列，發(fā)現(xiàn)14種人參屬植物葉綠體基因組序列一致性較高，非編碼區(qū)序列變異高于編碼區(qū)，LSC區(qū)和SSC區(qū)序列變異高于IR區(qū)。相比于人參屬其他物種，屏邊三七和三葉參序列變異相對(duì)較高，人參屬葉綠體基因組基因數(shù)目和順序一致，未發(fā)現(xiàn)基因重排現(xiàn)象（圖4）。

2.4 葉綠體基因組核苷酸多態(tài)性

使用DnaSP軟件對(duì)14種人參屬植物葉綠體基因組序列核苷酸多態(tài)性（Pi）進(jìn)行分析（圖5），比對(duì)序列總長(zhǎng)度為158 911 bp，共檢測(cè)到多態(tài)性位點(diǎn)2 889個(gè)，核苷酸多樣性值范圍為0～0.030，平均值為 0.004，LSC、SSC和 IR區(qū)Pi平均值分別為0.005、0.008和0.001，顯示LSC區(qū)和SSC區(qū)高度可變，IR區(qū)相對(duì)保守。鑒定的12個(gè)高度可變熱點(diǎn)（Hotspot）中，7個(gè)位于LSC區(qū)（trnH-psbA、rps16-trnQ、psbI-trnS、trnE-trnT、clpP、psbH-petB和rpl16-rps3），5個(gè)位于 SSC區(qū)（ndhF-rpl32、rpl32-trnL、ndhD-psaC、rps4-trnT和ycf1），IR區(qū)未檢測(cè)到核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)，表明單拷貝區(qū)核苷酸多態(tài)性明顯高于IR區(qū)。

2.5 基因進(jìn)化分析

為了解人參屬葉綠體蛋白編碼基因在進(jìn)化過(guò)程中是否受到選擇作用，利用PAML軟件對(duì)基因dN/dS比率和正選擇位點(diǎn)進(jìn)行分析（圖6、表2）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，clpP、ycf1和ycf2的dN/dS比率均大于1，表明這些基因受到正選擇作用。而cemA、matK和rpl2的dN/dS比率雖然小于1，但均大于0.92，表明這些基因進(jìn)化過(guò)程中主要受純化選擇作用，同時(shí)也受到一定的選擇作用影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)貝葉斯分析，共有8個(gè)蛋白編碼基因正選擇位點(diǎn)達(dá)顯著水平（P＞ 95%）， 分 別 為cemA、clpP、matK、ndhF、rbcL、rpoA、ycf1和ycf2，顯著性正選擇位點(diǎn)數(shù)分別為 1、1、1、8、3、2、10和 4（表2）。三葉參rpoA基因在803和804位插入兩個(gè)堿基A造成移碼突變，隨后出現(xiàn)終止密碼子TAG，導(dǎo)致蛋白翻譯提前終止。

表2 基于位點(diǎn)模型的人參屬葉綠體蛋白編碼基因正選擇分析Table 2 Potential positive selection test on chloroplast genomes of Panax species based on site model

2.6 人參屬系統(tǒng)發(fā)育分析

基于葉綠素基因組數(shù)據(jù)，使用IQ-TREE軟件構(gòu)建了人參屬物種系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（圖7）。結(jié)果顯示，屏邊三七和三葉參位于人參屬系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的基部，人參和西洋參構(gòu)成支持率為100%的單一支系。三七單獨(dú)構(gòu)成一支。越南參及其兩個(gè)變種與峨眉三七和姜狀三七構(gòu)成一支，與由珠子參、假人參、竹節(jié)參和疙瘩七構(gòu)成的單支形成姊妹類群。

3 討論

人參屬植物是一類生長(zhǎng)緩慢的多年生草本植物，根莖中富含人參皂苷等生物活性物質(zhì)，被廣泛用于預(yù)防和治療多種疾病[5]。目前，多個(gè)人參屬物種葉綠體基因組已完成測(cè)序[2,13-14]。通過(guò)葉綠體基因組分析，可深入探討人參屬物種的系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化特征，為該屬種質(zhì)資源保護(hù)、分子育種和品種改良奠定基礎(chǔ)。本研究從NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)下載人參屬物種葉綠體基因組數(shù)據(jù)，對(duì)基因組基因構(gòu)成、序列重復(fù)、結(jié)構(gòu)變異、基因進(jìn)化及物種系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)14種人參屬植物葉綠體基因組高度保守，物種間葉綠體基因組大小差異500 bp以內(nèi)，編碼的基因種類、數(shù)目和排序一致，顯示基因組結(jié)構(gòu)高度保守。

物種間的重復(fù)序列差異是進(jìn)化過(guò)程中自然選擇和環(huán)境適應(yīng)性的結(jié)果，重復(fù)序列數(shù)量與物種的進(jìn)化水平直接相關(guān)[23]。長(zhǎng)重復(fù)序列廣泛存在于植物葉綠體基因組中，其通過(guò)保護(hù)編碼區(qū)維持了基因組的穩(wěn)定性，在基因表達(dá)和調(diào)控中發(fā)揮重要作用，由于具有高度多態(tài)性，長(zhǎng)重復(fù)序列成為群體遺傳學(xué)研究的理想工具[24]。人參屬物種葉綠體基因組中平均包含24條回文重復(fù)和20條正向重復(fù)，而反向重復(fù)和互補(bǔ)重復(fù)較少，30～39 bp長(zhǎng)度的重復(fù)序列占50%以上，這與其他物種類似[25]。人參屬重復(fù)序列數(shù)目高于木姜子屬（Litsea）[8]，低于辣椒屬（Capsicum）[10]、懸鉤子屬（Rubus）[11]、姜屬（Zingiber）[26]和冬青屬（Ilex）[27]。與人參屬其他物種（除越南參變種基因組較小外）相比，屏邊三七和三葉參均含有較少的重復(fù)序列，這在一定程度上反映物種進(jìn)化水平，與二者屬于基部類群的結(jié)果一致。簡(jiǎn)單序列重復(fù)具有豐富的多態(tài)性、高度重復(fù)性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)，特別是在種內(nèi)水平上表現(xiàn)出相對(duì)較高的突變率，在群體遺傳關(guān)系和系統(tǒng)發(fā)育研究中經(jīng)常被用作遺傳分子標(biāo)記[28]，被廣泛用于藥用植物群體遺傳學(xué)研究[10-11]。人參屬物種葉綠體基因組中含有37～44個(gè)SSR位點(diǎn)，其中大多數(shù)為A/T重復(fù)，單核苷酸重復(fù)是最豐富的重復(fù)序列，與其他物種研究類似[8,10,29-30]，這與植物葉綠體基因組A、T含量較高有關(guān)。人參屬物種SSR數(shù)目高于懸鉤子屬[11]和松屬（Pinus）[24]，低于姜屬[26]和草果（Amomum tsao-ko）[31]。本研究中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)重復(fù)序列以及SSR將有助于開(kāi)發(fā)人參屬物種的遺傳多態(tài)性分子標(biāo)記，為群體遺傳學(xué)研究提供材料。

IR區(qū)邊界的收縮和擴(kuò)張是葉綠體基因組結(jié)構(gòu)變異的重要原因[32]。人參屬葉綠體基因組IR區(qū)與單拷貝區(qū)邊界高度保守[13]，4個(gè)邊界分別跨越rps19、ycf1-ndhF、ycf1和trnH，但不同物種 IR/SSC邊界的差異也較為顯著，IR/SSC邊界的變化可能是導(dǎo)致人參屬葉綠體間大小差異的原因，這與五加科其他物種類似[33]。葉綠體基因組共線性分析顯示，物種演化過(guò)程中人參屬葉綠體基因組未發(fā)生基因重排，IR區(qū)序列一致性高于單拷貝區(qū)，這與前人研究結(jié)果一致[3,11,34]。通過(guò)比較14種人參屬植物葉綠體基因組，檢測(cè)到12個(gè)高度可變熱點(diǎn)，7個(gè)位于LSC區(qū)（trnH-psbA、rps16-trnQ、psbI-trnS、trnE-trnT、clpP、psbH-petB和rpl16-rps3），5個(gè)位于 SSC區(qū)（ndhF-rpl32、rpl32-trnL、ndhD-psaC、rps4-trnT和ycf1），IR區(qū)未檢測(cè)到高變位點(diǎn)，表明單拷貝區(qū)核苷酸多態(tài)性明顯高于IR區(qū)，且多態(tài)性位點(diǎn)多為基因間隔區(qū)[35-36]。鑒定的12個(gè)高變區(qū)可與SSR等其他標(biāo)記一起用于群體遺傳學(xué)和系統(tǒng)地理學(xué)研究[11,30]。

植物在進(jìn)化過(guò)程中，往往受到環(huán)境等多種因素的影響，而基因的正選擇分析可為植物適應(yīng)性進(jìn)化提供理論依據(jù)。當(dāng)dN/dS＞1，認(rèn)為基因主要受正選擇作用；dN/dS＝1，認(rèn)為主要受中性選擇作用；dN/dS＜1，則認(rèn)為主要受純化選擇作用[37]。研究發(fā)現(xiàn)，人參屬葉綠體功能未知基因clpP、ycf1和ycf2受正選擇作用。目前，clpP、ycf1和ycf2編碼蛋白功能仍不明確，但其基因在多個(gè)物種中均受正選擇作用[25-26,31]。與本研究結(jié)果不同，Liu等[13]對(duì)8個(gè)人參屬物種分析后，未檢測(cè)到正選擇位點(diǎn)，這可能與物種數(shù)目、檢測(cè)軟件和計(jì)算方法有關(guān)。本研究使用14種人參屬植物的基因序列，采取通用的CODEML算法，能得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。在光合作用相關(guān)基因ndhF和rbcL中檢測(cè)到多個(gè)正選擇位點(diǎn)，可能與人參屬物種不同緯度生長(zhǎng)環(huán)境的光照條件有關(guān)。以上分析表明，這些正選擇基因或位點(diǎn)在人參屬植物與環(huán)境互作過(guò)程中受到了選擇作用，可能與物種的生態(tài)適應(yīng)性有關(guān)。

基于完整葉綠體基因組序列的人參屬系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，屏邊三七和三葉參位于基部分支，這與前人研究結(jié)果一致[2,14,38]。與本研究不同，岳杰[14]認(rèn)為珠子參與越南參和姜狀三七關(guān)系更為緊密，這可能與建樹(shù)時(shí)選擇的基因組序列不同有關(guān)，NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中有3條珠子參葉綠體基因組序列，本研究選擇了聚類關(guān)系較近的兩條序列中的一條（MN496312）。本研究結(jié)果中的物種系統(tǒng)演化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與前人研究類似，人參和西洋參在進(jìn)化過(guò)程中經(jīng)歷了兩次全基因組復(fù)制事件，促進(jìn)了人參屬物種的多樣化[6,39]。人參和西洋參四倍化后于2.59百萬(wàn)年前從二倍體物種中分化出來(lái)，主要分布在東北亞和北美，由于地理隔離和生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化，與其他二倍體物種進(jìn)一步分開(kāi)，于0.77百萬(wàn)年前分離成單種[6]。

4 結(jié)論

人參屬植物葉綠體基因組長(zhǎng)度為155 984 ～156 402 bp，均包含114個(gè)unique基因，其中80個(gè)蛋白編碼基因，4個(gè)rRNA和30個(gè)tRNA?；蚪M序列中含有較多的回文重復(fù)和正向重復(fù)。SSR主要由A/T堿基構(gòu)成，以單核苷酸重復(fù)為主。人參屬植物葉綠體基因組序列一致性較高，非編碼區(qū)序列變異高于編碼區(qū)，IR區(qū)存在一定程度的擴(kuò)張和收縮。12個(gè)高度可變熱點(diǎn)中，7個(gè)位于LSC區(qū)，5個(gè)位于SSC區(qū)。未知功能基因clpP、ycf1和ycf2受正選擇作用。屏邊三七和三葉參為人參屬的原始類群，而三七、竹節(jié)參和越南參則親緣關(guān)系較近，構(gòu)成了人參屬的較新分化類群。