汉森属植物线粒体基因组的组装与进化：青藏高原抬升驱动的物种形成

《BMC Plant Biology》：Comparative analysis of mitochondrial genomes of the endangered Hansenia species in the qinghai-tibet plateau

　　

摘要

背景

汉森属（Hansenia）植物是原产于青藏高原及周边地区的多年生药用草本植物，具有抗氧化、抗病毒和抗肿瘤等特性。然而，该属植物完整的线粒体基因组尚未被表征。

结果

本研究采用整合Illumina、HiFi和ONT数据的混合策略，组装了来自4个汉森属物种共8个个体的完整线粒体基因组。大多数个体的组装呈现单一的“主环”模型，而两个H. forbesii个体则分别呈现环状和分支状构型。线粒体基因组大小范围为284,004至339,028 bp，包含36–40个注释的编码序列拷贝、24–30个tRNA基因和3个rRNA基因。线粒体基因组的GC含量范围为44.1%至45.1%，对35个蛋白质编码基因的RNA编辑预测显示每个基因组有535–538个编辑位点，其中H. weberbaueriana有535个，H. forrestii有538个，H. forbesii有536–538个，H. oviformis有535–537个。叶绿体来源序列的长度从29 bp到8,931 bp不等，在H. forbesii和H. oviformis中转移频率显著更高。系统发育重建显示种间关系与质体和核基因数据一致。汉森属物种的分化时间与青藏高原的第二次（13–15百万年前）和第三次（7–8百万年前）抬升事件密切相关，表明青藏高原抬升驱动的地理隔离是该属物种形成的主要进化驱动力。

结论

本研究首次提供了汉森属的线粒体基因组，为该属的进化历史、适应机制和系统发育关系提供了重要的生物学见解。