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华南植物园报春苣苔属叶绿体基因组装及高变异

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华南植物园报春苣苔属叶绿体基因组装及高变异

报春苣苔属是典型的喀斯特岩溶洞穴植物,具有非常丰富的物种多样性和特有性,是研究喀斯特植物适应性进化和物种形成的理想模式。

中国科学院华南植物园植物科学研究中心博士冯超等在研究员康明的指导下,以报春苣苔属植物为材料,率先搭建该属三个完整的叶绿体基因组并进行结构注释,提出两种高变异区段挖掘的新策略。策略一命名为Con_www.88850.com,华南植物园报春苣苔属叶绿体基因组装及高变异区段挖掘新策略研究获进展。Sea:基于多物种叶绿体基因组的联配结果,找出真正的保守区和变异区,并开发新的叶绿体标记。结合生信分析及实验验证,研究发现基于Con_Sea区域开发的叶绿体新标记的多态性程度高于传统的基于非编码区开发的标记。策略二简称SACRing:直接从PE RAD-Seq数据中分离并组装出简化叶绿体基因组,并基于各样本叶绿体基因组的共有区段,进行群体遗传或系统发育研究。研究人员采用三个自然群体的21个个体的RAD真实数据,进一步证实了该方法的可行性。基于该流程组装的简化叶绿体基因组Contig片段可覆盖完整基因组的一半,变异位点可有效区分三个自然群体的不同个体,并满足群体遗传研究要求。为方便无生信或编程背景的研究人员使用,这两种策略均已整合成perl及bash脚本(https:/github.com/scbgfengchao/)。该研究为从非模式植物中大规模获取叶绿体基因组信息提供了新思路,研究开发的分子标记将进一步促进报春苣苔属乃至苦苣苔科的系统发育研究。

研究工作得到国家自然科学基金-广东联合基金重点项目和国家自然科学基金青年基金等的资助。相关研究结果在线发表在BMC Evolutionary Biology上。

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图1.报春苣苔属叶绿体基因组一致性圈图

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图2.报春苣苔属植物叶绿体变异区的属内多态性

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