首个欧洲甜栗线粒体基因组(Castanea sativa)的破译：结构特征、比较基因组学与系统发育分析

来自意大利的研究人员首次完成欧洲甜栗(Castanea sativa cv. 'Marrone di Chiusa Pesio')线粒体基因组测序，揭示其402,729 bp的环状结构包含35个PCGs、33个tRNAs和3个rRNAs。通过比较基因组学发现该品种较中国栗(C. mollissima)重复序列更少，鉴定出4,671 bp质体-线粒体同源片段，系统发育分析证实其与亚洲栗种及卡氏锥栗(Castanopsis carlesii)的近缘关系，为Fagaceae科杂交进化研究提供新见解。

　　

欧洲甜栗(Castanea sativa Mill.)作为欧洲最具经济价值的温带树种之一，其美味的坚果和优质木材备受推崇。尽管已有大量遗传学研究，但线粒体基因组(mitogenome)始终是未解之谜。最新研究采用高通量测序技术，首次完成'Marrone di Chiusa Pesio'栽培品种的线粒体基因组组装——由6个重叠群(contigs)构成的402,729 bp环形结构，编码35个蛋白质编码基因(PCGs)、33个转运RNA(tRNA)和3个核糖体RNA(rRNA)基因。

比较分析揭示有趣发现：相较于近缘种中国栗(C. mollissima)，欧洲甜栗的重复序列无论在数量还是长度上都显著减少。密码子使用模式在三栗属物种(C. sativa、C. mollissima和C. henryi)间高度保守。更引人注目的是，研究者捕捉到4,671 bp的"基因走私"现象——质体(plastid)DNA片段迁移至线粒体基因组，这些"外来序列"甚至包含功能性tRNA基因，占整个线粒体基因组的1.16%。

基于12个壳斗科(Fagaceae)物种线粒体编码序列的系统发育树显示，欧洲甜栗与亚洲栗种及卡氏锥栗(Castanopsis carlesii)构成稳定进化分支。值得注意的是，线粒体、质体和核基因组构建的系统树存在显著冲突，这或许揭示了壳斗科(特别是栎属Quercus)物种间存在频繁的远古杂交事件，也可能是不同基因组间进化速率差异导致的"分子钟走时不同步"。这项研究为理解温带树种基因组进化提供了珍贵的线粒体"参考蓝图"。