掐指一算，是你需要的细胞器基因组案例

       质体和线粒体是内共生起源的细胞器，在高等植物中有不同的遗传特征，相较于动态复杂的线粒体基因组，质体基因组的结构和序列更保守。叶绿体和线粒体基因组序列为研究植物分子生态及进化提供了重要的资源和信息。

案例一

两种鼠尾草药用植物叶绿体基因组的特征及其线粒体和叶绿体基因组之间的基因转移

期刊：Plant Genomics

IF= 3.258

       鼠尾草已被广泛作为药用植物，在新冠肺炎病患者治疗和康复中发挥了重要作用。作者报道了两个新鉴定的丹参属药用植物叶绿体基因组序列(洋地黄和白花丹参)，并与其他7个报道的丹参叶绿体基因组进行了比较，证明在基因组大小、基因组结构、基因内容和基因顺序方面高度相似。鉴定了10个突变热点(trnK-rps16、atpH-atpI、psaA-ycf3、ndhC-trnV、ndhF、rpl32-trnL、ndhG-ndhI、rps15-ycf1、ycf1a、ycf1b)作为鼠尾草的候选DNA条形码。从基因库(NC_023209)中检索丹参线粒体基因组，进行叶绿体和线粒体基因组之间同源性比对，观察到9个总大小为49,895 bp(占叶绿体基因组的32.97%)的叶绿体基因组片段转移到线粒体基因组中，它们具有>97%的序列相似性。整个叶绿体基因组的系统发育分析提供了鼠尾草的高分辨率。本研究将为鼠尾草药用植物的鉴定和育种以及进一步的系统发育进化研究奠定基础。

【参考文献】Characterization of Chloroplast Genomes From T wo Salvia Medicinal Plants and Gene Transfer Among Their Mitochondrial and Chloroplast Genomes.Plant Genomics.https://doi.org/10.3389/fgene.2020.574962

案例二

轮藻Zygnema circumcarinatum UTEX 1559叶绿体和线粒体基因组为陆生植物进化提供新见解

期刊：Journal of Experimental Botany

影响因子： 5.908

       轮藻属完整的叶绿体和线粒体基因组为陆生植物的陆生化提供了新的线索。作者报道了环脊藻株UTEX 1559的细胞器基因组，并对绿藻门、轮藻门(包括UTEX 1559及其同种亲缘种SAG 698-1a)和胚胎门的33个质体和18个有丝分裂体进行了比较基因组学研究。通过这些质体和线粒体基因组确定基因的存在/缺失。UTEX 1559 (157，548 bp)和SAG 698-1a (165，372 bp)的质体对比显示，它们的基因内容非常相似，但基因组有大量的重排。令人惊讶的是，两个质体只有85.69%的核苷酸序列相同。UTEX 1559线粒体基因组大小为215，954 bp，是所有测序的轮藻属中最大的。有趣的是，该线粒体基因组中包含一个50 kb的区域，与其他细胞器基因组都没有同源性，它的两侧是两个86 bp的正向重复序列，包含15个开放阅读框(ORFs)。这些开放阅读框与来自细菌和植物的蛋白质具有显著的同源性，具有诸如伯酶、RNA聚合酶和DNA聚合酶的功能。

       结论：(i)先前发表的SAG 698-1a基因质体很可能来自一个不同的Zygnema物种；(ii) UTEX 1559线粒体基因组中的50kb区域可能是最近获得的可移动元件。

【参考文献】Zygnema circumcarinatum UTEX 1559 chloroplast and mitochondrial genomes provide insight into land plant evolution.Journal of Experimental Botany. DOI: 10.1093/jxb/eraa149

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