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文献解读

集思慧远客户发表《波斯三叶草和埃及三叶草叶绿体基因组》

发布日期:2020-05-12 浏览次数:610

       集思慧远利用自主研发的叶绿体基因组组装软件,已成功完成了几百种植物的叶绿体组装。未发表叶绿体基因组的物种,通过高通量测序完成基因组组装注释,分析和其他物种叶绿体间进化关系即可发一篇SCI,“一片叶子就能发一篇SCI”。近两年,在Molecules、Gene、Horticulture Research、等期刊发表合作项目文章超过60余篇

集思慧远叶绿体基因组项目文章集锦(部分)


小编就挑一篇最新的叶绿体项目文章来研究下叶绿体文章都做了啥?



期刊:plants

影响因子:2.632

发表时间:2020



研究背景

       三叶草(Trifolium L. )属于反向重复序列缺失分支,是豆科植物中最大的一个属,并且含有几个重要的经济饲料种。三叶草资源在我国十分丰富,一直被广泛应用于牧草和草坪,在饲草和园林绿化中发挥了不可替代的作用。本文对两种重要一年生埃及三叶草(T. alexandrinum)和波斯三叶草(T. resupinatum)的叶绿体进行了全基因组测序和注释分析,对深入了解三叶草物种的进化有重大意义。


材料与方法

材料:埃及三叶草和波斯三叶草

文库:DNA随机打断构建300片段大小的全基因组文库

测序平台:Illumina NovaSeq


结果解读


1、埃及三叶草和波斯三叶草叶绿体基因组特征

       经测序和组装的到埃及三叶草和波斯三叶草的完整叶绿体基因组,其大小分别为148545bp和149026bp,共包含112和109个基因,分别包含31和37个tRNA、75和66个mRNA和6个rRNA,以及13和5个内含子基因。



2、重复序列分析

       埃及三叶草和波斯三叶草叶绿体基因组中分别注释到1941个和1250个散在重复序列。埃及三叶草的回文重复率(P型,50.49%)略大于波斯三叶草(46.4%)。埃及三叶草和波斯三叶草分别预测到370个和383个SSR(大小分别为8-81bp和8-36bp),其中30.54%和23.24%分布在基因区,大多数SSR位于ycf1基因。


3、Ka/Ks、SNPs和In/Dels分析

       每个基因的SNPs和In/Dels从1(ndhE和psaC)到677(atpB),共8560个。此外,基因间区域(5.66%、17.11%和38.70%)检测到的In/Dels、Tn和Tv比基因间区域(3.05%、10.40%和25.08%)多。Ka和Ks的值范围从0(ndhE、petD、psaI、psbA、psbB等)到3.0151(rps4)和0(petG、petN、ndhD、psaJ、pabK、rpl23和rpl36)到2.9415(rps8)。96个埃及三叶草和波斯三叶草共有基因的Pi值为0~0.7867(trnl-CAU),21个基因的Pi值为0,其中19个为tRNA。


4、三叶草叶绿体全基因组比较

       对15个缺IR物种的叶绿体基因组进行了研究。结果表明,这些缺IR物种的基因组大小在121178bp到149026bp之间,平均为134062bp。利用MAUVE程序和埃及三叶草作为参考序列,在15种三叶植物中检测到大量的叶绿体基因组水平的基因重排。


5、系统发育分化时间估计

       利用23个蝶型花亚科,1个云实亚科,1个含羞草科植物,进行了系统发育分析和发散时间估计。系统发育树的拓扑结构与豆科植物的分类基本一致。基于ycf1和rpoC2的三叶草种间亲缘关系的拓扑结构与利用41个共享基因构建的系统发生树基本一致。确定了15种IR缺失的三叶类植物的分化时间。



总结

       本文对两种重要一年生埃及三叶草(T. alexandrinum)和波斯三叶草(T. resupinatum)的叶绿体进行了全基因组测序和注释。在这两个物种之间发现了丰富的单核苷酸多态性(SNPs)和插入/缺失(In/Dels)。埃及三叶草和波斯三叶草与另外13个三叶草物种的全局比对显示,这15个物种中存在大量的重排和重复事件。作为假想的叶绿体开放阅读框(ORF)和RNA聚合酶亚单位,叶绿体基因组中的ycf1和rpoC2都含有大量的重复序列,并且观察到埃及三叶草和波斯三叶草之间的高Pi值(0.7008,0.3982)。因此,它们可以作为三叶类植物系统发育分析的候选基因。此外,缺乏反向重复序列(IR)的三叶类植物的发散时间在84.8505mya到4.7720mya之间。这项研究将有助于深入了解三叶草物种的进化。