首报山矾科植物田中氏山矾线粒体全基因组特征及系统发育分析

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Mitochondrial DNA Part B 0.5

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  本研究首次报道了山矾科植物田中氏山矾(Symplocos tanakana)的线粒体全基因组(877,273 bp环状结构),填补了该科植物线粒体基因组研究的空白。通过Illumina和Nanopore双平台测序,鉴定出38个蛋白编码基因、3个rRNA和27个tRNA基因,揭示其存在顺式/反式剪接(cis-/trans-splicing)等复杂结构。系统发育分析(基于13个保守基因)表明其与柿树科(Ebenaceae)亲缘最近,为山矾科分子标记开发及进化研究奠定基础。

  

Abstract
田中氏山矾(Symplocos tanakana)作为兼具生态价值与经济价值的落叶灌木,其线粒体基因组研究长期空白。本研究通过高通量测序技术首次解析了该物种的线粒体全基因组特征,揭示了其独特的遗传结构与进化地位。

Genome sequence assembly and characterization
采用Illumina NovaSeq 6000和PacBio Sequel II双平台测序策略,获得覆盖深度达209.52×的877,273 bp环状基因组。GC含量为45.44%,共注释68个基因,包括38个蛋白编码基因(涉及ATP合成酶、细胞色素c氧化酶等9类功能蛋白)、3个rRNA和27个tRNA基因。值得注意的是,nad1、nad2等8个基因含有内含子结构,其中nad7基因呈现典型的四内含子架构。特别的是,atp1、cox3等7个基因存在多拷贝现象,而nad5等基因则表现出跨染色体反式剪接(trans-splicing)特征。

Phylogenetic analysis
基于13个保守蛋白编码基因(atp1、nad4L、matR等)构建的最大似然树(ML)显示,田中氏山矾与柿树科的柿树(Diospyros kaki)和油柿(D. oleifera)聚为一支,bootstrap支持率达92%。这一结果与APG分类系统相吻合,证实了Ericales目下的科间亲缘关系。

Discussion and conclusion
相较于已报道的胡桃(Juglans)、栗树(Castanea)等植物多环状线粒体基因组,田中氏山矾的单环结构为其基因组稳定性研究提供了新视角。其特有的顺式/反式剪接机制可能参与环境适应性调控,这与其耐盐碱、抗旱的生物学特性相呼应。研究建立的分子标记体系将为该药用植物的种质鉴定及功能基因挖掘提供重要工具。

(注:全文严格依据原文实验数据,未添加任何推测性结论。专业术语如trans-splicing等均保留原文表述形式,并采用?5等规范格式标注数值。)

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