动植物线粒体/叶绿体测序

　　线粒体是细胞中制造能量的细胞器，拥有独立的遗传物质。线粒体DNA（mtDNA）因独有的母系遗传模式和较高的突变频率，已被广泛用于物种分类和鉴定、生物进化、群体结构等方面的研究。

　　叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，研究叶绿体DNA（cpDNA）的序列信息，对于揭示物种起源、生物进化及不同物种之间的亲缘关系等方面具有十分重要的应用价值。通过对动植物线粒体、叶绿体全长序列进行捕获后高深度测序，获得线粒体和叶绿体基因组序列，进而研究编码基因、遗传进化等相关问题。

产品优势

技术路线

　　本研究利用基因捕获技术对广西乐业县慈竹坨洞出土的、生活在2.2万年前的熊猫化石进行了线粒体基因组测序，然后与138个现存熊科个体及31个古代熊科个体的线粒体基因组进行比较分析，研究大熊猫的进化史。结果发现，慈竹坨这一古大熊猫个体与现存大熊猫的遗传关系最为接近，但属于不同的线粒体谱系，两者母系祖先的分离时间可追溯到22.7万年至14.4万年前，远早于现存大熊猫最直接母系共同祖先的生存年代，即9.4万年至5.5万年前；并且慈竹坨大熊猫的母系谱系具有自己悠久且独特的历史，不同于当前大熊猫种群的母系谱系；同时研究结果显示，在慈竹坨大熊猫的mtDNA的编码区域中发现了46个同义突变和18个非同义突变。

图1   慈竹坨熊猫mtDNA谱系与现在的熊猫的种群不同

参考文献

Minshan A K, Zhang Y, Yang M A, et al. Mitochondrial genome of a 22,000-year-old giant panda from southern China reveals a new panda lineage[J]. Current Biology, 2018, 28(12):R693-R694.

　　柿属植物繁殖比较耗时，通常需要约十年才能评估杂交植物的性能。由于形态学和DNA标记的缺乏，柿子产业的发展受到严重制约。因此，迫切需要积累遗传信息以揭示柿属植物的遗传多样性。为此，本文作者对4个柿子品种进行全基因组测序，获得它们的完整的叶绿体基因组，比较分析了10个柿子品种的叶绿体基因组，研究柿属的变异情况，获得新的有效的叶绿体DNA标记用于柿属物种鉴定。结果发现：柿属植物的叶绿体基因组大小为157,300-157,934 bp；有4个典型的区域：LSC、SSC和两个IRs；113个基因；37.4%的GC含量。10个柿子品种的叶绿体SSR的数量为48-82不等；发现8个高度可变区域trnH-psbA、 rps16-trnQ、rpoB-trnC、rps4-trnT-trnL、 ndhF、ndhF-rpl32-trnL、ycf1a、ycf1b，可以作为DNA标记去研究柿属的系统发育。其中rps4-trnT-trnL、ndhF-rpl32-trnL是本研究中新发现的；D. oleifera、D.deyangensis、D. virginiana、D.glaucifolia、D. lotus 和D.jinzaoshi 是和栽培品种D. kaki 密切相关的野生种。

图1   柿属叶绿体基因图谱

参考文献

Li Wenqing,Liu Yanlei,Yang Yong et al. Interspecific chloroplast genome sequence diversity and genomic resources in Diospyros.[J] .BMC Plant Biol., 2018, 18: 210.