龙胆族叶绿体基因组退化和零碎学研讨获得停顿

跟着二代测序技巧的成长，植物叶绿体基因组序列已广泛使用于重建植物“性命之树”研讨中。年夜多半植物叶绿体基因组呈环状四分体构造，包括约80个卵白编码基因。叶绿体基因组因为缺少重组，而常被以为是连锁的单一基因座；但是，越来越多的研讨标明，叶绿体基因组中分歧区域以及分歧编码基因具有分歧的核酸替代速度，禁受分歧的天然选择压力。今朝对叶绿体单基因或分歧功效组基因的退化研讨较少。此外，传统基于叶绿体基因组的零碎研讨，平日将叶绿体基因组直接串联起来停止零碎树构建，是以，单基因变异招致的零碎发育纷歧致性常被疏忽。龙胆族包括龙胆亚族和獐牙菜亚族，年夜多半发展在青藏高原平地草甸及流石滩，包括很多平地花草和药用植物，如龙胆、獐牙菜、秦艽、扁蕾等，是懂得平地植物演变和顺应性的优越类群。基于DNA片断的零碎学研讨往往不克不及供给较好的分辩率，使得龙胆族内零碎关系未能获得提醒。中国迷信院武汉植物园零碎与退化学科组采集龙胆族10个属的样品停止叶绿体基因组测序，商量龙胆族零碎发育关系以及叶绿体基因组的退化。零碎发育剖析获得各属之间稳健的零碎关系，个中獐牙菜属不是单系。研讨发明单基因零碎树之间存在较年夜的变异，将一切基因串联建树会掩饰单基因带来的差别。超越一半的基因招致龙胆族凌乱的零碎关系，个中包含常用分子标志。这或答应以说明以往研讨应用DNA片断无法很好的重建该族零碎发育关系的缘由。对核苷酸替代率的估量显示，分歧叶绿体基因之间以及分歧功效组基因之间存在普遍的替代率异质性。比拟剖析标明，核糖体卵白基因和RNA聚合酶基因在龙胆族叶绿体基因中具有较高的替代率和变异；介入光协作用的编码基因较为保守。比拟剖析提醒rpoC2基因具有较高零碎发育信息性，可用作龙胆族分类学研讨的条形码。此外，龙胆族叶绿体卵白编码基因组都阅历着纯化选择，而纯化选择对无害变异的过度肃清能够会隐约对零碎发育关系的揣摸。该研讨应用零碎基因组学提醒龙胆族内零碎发育关系，为研讨该族物种的来源和退化奠基根底。比拟剖析提醒普遍的退化速度异质性和质体基因间的变异；同时提醒广泛存在的单基因树零碎发育纷歧致的情形，凸起在将来的零碎研讨中思索基因树异质性的需要性。相干研讨结果以Plastome phylogenomic study of Gentianeae (Gentianaceae)： widespread gene tree discordance and its association with evolutionary rate heterogeneity of plastid genes为题，揭橥在BMC Plant Biology上。(100yiyao.com）