植物具有结构复杂的线粒体基因组,研究植物线粒体基因组的序列和结构,发掘植物其复制的机制,对理解植物的演化、能量产生和环境适应具有重要的意义。近期,草业与草原学院研究团队首次全面分析了匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)的线粒体基因组,揭示其总长为560,800 bp,GC含量为44.07%,是由三个连续染色体组成的分支结构。
图 1 匍匐翦股颖线粒体基因组结构
基因组注释揭示了33个独特的蛋白编码基因(PCGs)、19个tRNA基因和3个rRNA基因,丙氨酸和谷氨酰胺的主要密码子分别是GCU和CAA,而半胱氨酸和苯丙氨酸的密码子使用偏见较弱。该线粒体基因组在染色体1,2和3上分别包含73,34和23个简单序列重复(SSRs)。染色体1呈现最常见的A-重复单聚体SSR,而染色体2显示最常见的U-重复单聚体SSR。在线粒体基因组和叶绿体基因组之间鉴定了48个同源片段,占线粒体基因组总长度的3.41%。
图2 匍匐翦股颖线粒体与叶绿体基因组转移
PREP套件检测到33个线粒体PCGs中的460个C-U RNA编辑事件,其中ccmFn基因中最多,rps7基因中最少。系统发育分析证实了匍匐翦股颖与黑麦草(Lolium perenne)关系密切,符合APG IV分类系统。
图3 系统发育分析
上述研究成果以Complete Mitochondrial Genome of Agrostis stolonifera: Insights into Structure, Codon Usage, Repeats, and RNA Editing为题,在生物学领域二区Top期刊《BMC Genomics》(IF="4.4)发表。北京林业大学草业与草原学院硕士生李家兴为第一作者,晁跃辉副教授为通讯作者。本研究得到内蒙古自治区揭榜挂帅项目(2022JBGS00160302)的资助。
论文链接:https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-023-09573-1