Учёные завершили анализ митохондриального генома исчезающего растения Primulina hunanensis
Primulina hunanensis — многолетнее травянистое растение рода Primulina Hance семейства Геснериевые (Gesneriaceae). Оно хорошо адаптировано к низкой освещённости и скудным условиям пещерной среды, что уникально с точки зрения эволюции вида и адаптации. P. hunanensis имеет красивые цветы и изящную форму, что делает его ценным для садоводства.
Однако его среда обитания уникальна, а ареал распространения крайне узок — растение встречается только в одном уезде провинции Хунань. Дикая популяция оценивается менее чем в 800 растений. Вид классифицируется как исчезающий и представляет собой очень малочисленную дикую популяцию в Хунани.
Исследования митохондриального генома (mtDNA) также применяются для сохранения растений и генетического улучшения. В семействе Геснериевые mtDNA было описано только для двух видов.
Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук совместно с учёными из Хунаньского педагогического университета впервые завершили секвенирование и сборку полного mtDNA P. hunanensis, используя новейшую технологию секвенирования с преимуществом длинных чтений (Nanopore).
Результаты были опубликованы в журнале BMC Genomics в статье "Сборка и сравнительный анализ первого полного митохондриального генома Primulina hunanensis (Gesneriaceae): исчезающего растения, обитающего в пещерах".
Учёные проанализировали характеристики mtDNA P. hunanensis, включая:
- Содержание генов
- Предпочтения в использовании кодонов
- Повторяющиеся последовательности
- РНК-редактирование
- Сравнительные филогенетические связи и ковариацию генома с опубликованными mtDNA в семействе Яснотковые (Labiatae)
Основные результаты:
- Общая длина mtDNA P. hunanensis составила 575 242 п.н., с содержанием GC 43,54%.
- Данные длинных чтений подтвердили сборку в линейную структуру, кодирующую в общей сложности 60 генов: 37 белков-кодирующих генов, 20 генов транспортной РНК и три гена рибосомной РНК.
- Белков-кодирующие гены составили 9,32% от общей длины mtDNA.
- Обнаружены 116 простых повторов, 7 тандемных повторов и 362 диспергированные повторяющиеся последовательности.
- Идентифицировано 455 потенциальных сайтов РНК-редактирования.
- Результаты ковариации указали на большое количество геномных перестроек между P. hunanensis и близкородственными видами.
- Топология филогении на основе митохондриального генома показала, что P. hunanensis тесно связан с видом Boea hygrometrica.
Это первый полный митохондриальный геном, описанный в роде Primulina, и третий полный mtDNA в семействе Геснериевые. Работа является важным дополнением к ограниченной базе данных митохондриальных геномов растений.