近日，*昆明植物研究所研究人員利用第二代測序技術Illumina測定了6種竹子的線粒體基因組全序列，并且發(fā)現(xiàn)Illumina測序序列中還包含了大量來自線粒體基因組的序列。此項成果公布在PLoS ONE雜志上，題為"Rapid Sequencing of the Bamboo Mitochondrial Genome Using Illumina Technology and Parallel Episodic Evolution of Organelle Genomes in Grasses"。
同動物的線粒體基因組相比，植物的線粒體基因組有著十分*的進化方式，如具有較大的基因組、極低的分子進化速率和相對較頻繁的基因組結構上的變異等特性。
目前，植物線粒體基因組大都通過傳統(tǒng)的Sanger法進行測序，需要耗費大量的人力和物力，嚴重限制了植物線粒體基因組的測序，進而導致對其*進化方式的研究進展緩慢。
第二代測序技術的出現(xiàn)為大規(guī)模測序基因組序列提供了可能，這些技術現(xiàn)已成功應用于植物葉綠體基因組的測序，但是其在植物線粒體基因組測序上的應用尚缺乏深入的研究。
此次研究，科學家利用第二代測序技術Illumina測定了6種竹子的葉綠體基因組全序列，并且發(fā)現(xiàn)Illumina測序序列中還包含了大量來自線粒體基因組的序列。
那么這些序列是否可以通過拼接而獲得較完整的線粒體基因組序列，從而為測序植物線粒體基因組提供新的途徑?
基于所構建的系統(tǒng)樹，探討了禾本科線粒體基因組序列的進化速率在進化歷史中的變化，發(fā)現(xiàn)在禾本科分化之前其線粒體基因組序列有著相對較快的進化速率，約為其分化之后進化速率的4倍。這一分子進化速率的變化同禾本科葉綠體基因組有著相似的進化模式，對于這種現(xiàn)象的解釋還需要作進一步的研究。
線粒體序列所構建的系統(tǒng)關系同基于葉綠體序列所得到的系統(tǒng)關系幾乎一致，但是在禾本科BEP的單系問題上，兩者所支持的系統(tǒng)關系存在著嚴重沖突，進一步的分析表明這一沖突可能是由線粒體系統(tǒng)樹中的長枝吸引所造成的。
南省創(chuàng)新團隊的支持。
該研究選取了其中的裂籜鐵竹（Ferrocalamus rimosivaginus）進行拼接，共得到432,839 bp的序列，分布于13個scaffolds和1個contig上，測序覆蓋度為39.5×。與已知的禾本科植物線粒體基因組相比，幾乎所有的線粒體編碼基因都在拼接序列中得到了注釋。此外，通過PCR利用傳統(tǒng)的Sanger測序法對所拼接序列進行了大規(guī)模的驗證，證實了拼接序列的可靠性和準確性，利用第二代測序技術測序植物線粒體基因組將是一種行之有效的新方法。
這項研究由*昆明植物研究所博士生馬朋飛在李德銖研究員和郭振華研究員的指導下完成，得到了國家自然科學基金項目（31170204）、*知識創(chuàng)新工程項目（KSCX-YW-N-029和KSCX2-YW-N-067）和云
此外，該研究還基于31個線粒體蛋白質編碼基因構建了21種被子植物的系統(tǒng)發(fā)育樹，并且系統(tǒng)關系得到了很高的支持。
