鳄梨线粒体基因组全序列解析与进化比较研究揭示种间基因水平转移及驯化选择特征

研究人员成功组装了851,448 bp的鳄梨线粒体基因组全序列及5个不完整序列（794,676-851,356 bp），发现1,198-1,344个分散重复序列和267-286个SSR，揭示了鳄梨与近缘种间频繁的重排事件及9个保守基因簇。研究证实线粒体与叶绿体（35个同源片段）、核基因组（1,664个同源片段）存在广泛序列转移，发现PCGs密码子使用存在显著差异，并检测到叶绿体rpoB/rpoC2/ycf1基因的正选择。系统发育分析显示6个鳄梨品种存在3-5种分组模式，为鳄梨驯化过程中的基因渗入或不完全谱系分选提供了新证据。

　　

在这项突破性研究中，科研团队首次绘制出长度达851,448碱基对(bp)的鳄梨(Persea americana)线粒体基因组(mitogenome)完整图谱，同时组装了5个长度在794,676-851,356 bp之间的不完整序列。这些基因组中蕴藏着1,198-1,344个分散重复序列和267-286个简单序列重复(SSR)，这些"基因组暗物质"被证实是驱动鳄梨与近缘种Caryodaphnopsis henryi、Hernandia nymphaeifolia间频繁基因组重排的关键推手。

研究亮点在于发现9个跨物种保守的基因簇，以及35个线粒体-叶绿体(plastome)同源片段、1,664个线粒体-核基因组同源片段，这些"基因流浪者"证实了不同基因组间活跃的序列交流。比较基因组学分析显示，6个鳄梨品系存在16-743个突变事件，包括11-707个碱基替换和5-36个插入缺失(Indel)。

有趣的是，线粒体和叶绿体中的蛋白编码基因(PCGs)展现出截然不同的密码子使用偏好，而叶绿体中的RNA聚合酶基因(rpoB/rpoC2)和巨大可读框基因(ycf1)更显示出明显的正选择信号。系统发育树讲述了一个更精彩的故事：基于线粒体PCGs、全叶绿组和核糖体DNA(nrDNA)的分析，将6个鳄梨品种分别划分为3、3、5个不同类群，这些"基因组家谱"的分歧暗示着驯化过程中可能存在的基因渗入或不完全谱系分选现象。