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为探究狐尾藻属植物的线粒体基因组特征及水生适应性，研究人员利用 HiFi 测序数据组装注释了乌苏里狐尾藻（M. ussuriense）的线粒体和质体基因组。发现其线粒体基因组有独特变化，该研究为相关进化和生态研究提供了新视角。
在神秘的植物世界里，水生植物与陆生植物的演化一直是科学家们热衷于探索的谜题。狐尾藻科（Haloragaceae）作为一个分布广泛、包含多种生活形态的植物家族，为研究这一演化过程提供了绝佳的素材。其中，狐尾藻属（Myriophyllum）是全为沉水植物的代表属，某些狐尾藻物种在水体修复方面有巨大潜力，然而也有些物种会造成生物入侵，比如 M. aquaticum。与此同时，像乌苏里狐尾藻（M. ussuriense）这样的物种，却因水污染和人类活动面临濒危，被列为中国国家二级保护植物。
植物的线粒体（mt）和叶绿体（pt）分别在呼吸作用和光合作用中扮演关键角色，对植物生长代谢意义重大。但植物线粒体基因组极为复杂，大小差异大，还富含重复序列，给研究带来诸多困难。尽管此前对狐尾藻科质体基因组有所研究，可对其线粒体基因组却知之甚少。为解开这些谜团，中国科学院水生生物研究所的研究人员开展了对乌苏里狐尾藻线粒体基因组的研究。
研究人员利用从 GenBank 获取的乌苏里狐尾藻 HiFi 测序数据（登录号 SRR30229374），借助 PMAT v. 1.5.1 软件进行从头组装，再用 Bandage v. 0.8.1 手动编辑组装图，最终成功组装并注释出完整的线粒体基因组和质体基因组。
线粒体和质体基因组组装结果
研究人员基于 HiFi 测序数据，成功组装出乌苏里狐尾藻的环形线粒体基因组和质体基因组，长度分别为 765,982 bp 和 158,484 bp。质体基因组呈现典型的四分体结构，其长度和基因内容与其他虎耳草目（Saxifragales）物种相似，包含 113 个独特基因，其中有 79 个蛋白质编码基因（PCGs）、30 个 tRNA 和 4 个 rRNA。而线粒体基因组由单一结构组成。
重复序列分析
研究发现，乌苏里狐尾藻线粒体基因组中存在 234 个简单序列重复（SSRs）和 367 个长分散重复序列。这些重复序列很可能是其线粒体基因组相较于其他虎耳草目物种发生扩张的原因。
线粒体 - 质体转移序列（MTPTs）
研究检测到 23 个线粒体 - 质体转移序列，推测其出现可能是由于长分散重复序列的丰富。这一发现为研究线粒体和质体之间的基因交流提供了新线索。
RNA 编辑位点分析
与虎耳草目陆生植物相比，乌苏里狐尾藻线粒体基因组的 RNA 编辑位点显著减少，仅有 215 个。这或许反映了水生环境的稳定性。不过，有 3 个 NADH 脱氢酶基因（nad1、nad4 和 nad7）的 RNA 编辑位点却有所增加，这可能有助于其适应缺氧环境。
选择压力分析
在对线粒体蛋白质编码基因的选择压力分析中发现，大多数基因受到纯化选择，但 ccmB 和 atp4 基因检测到正选择信号，表明它们可能参与了乌苏里狐尾藻的水生适应过程。
此次研究成功组装和注释了乌苏里狐尾藻的线粒体基因组和质体基因组，揭示了其线粒体基因组的特征，如重复序列、RNA 编辑位点和选择压力等方面的变化。这些发现为深入了解狐尾藻属植物的线粒体基因组特征和水生适应机制提供了重要依据，为后续的进化和生态研究奠定了坚实基础。论文发表在《Aquatic Botany》上，为该领域的学术研究增添了新的成果。
研究人员开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先，从 GenBank 获取乌苏里狐尾藻 HiFi 测序数据；然后，利用 PMAT v. 1.5.1 软件，采用默认设置对细胞器基因组进行从头组装；最后，使用 Bandage v. 0.8.1 手动编辑组装图，从而完成线粒体基因组和质体基因组的组装注释。
