南方红豆杉叶绿体全基因组分析：反向重复区域的丢失以及与相关物种的比较研究.ppt

讨论 在黑松叶绿体基因组中，IR区域被分成三个部分。黑松退化后的IR区域有495bp长，包含一个重复的trnI-CAU基因和部分的psbA基因，松属物种的反向重复序列被认为在结构上与其它物种存在差异，由两个或更多个基因构成，包括trnI-CAU基因，据推测这由于大量反向重复序列的不完整损失导致的。在南方红豆杉叶绿体基因组中发现有两对短的IR序列，由284bp和114bp的IR构成，它们分别含有重复的trnQ-UUG和trnI-CAU基因。基于已经确定的松科叶绿体基因组反向重复序列，南方红豆杉叶绿体基因组残留的反向重复序列可能是一个包含重复trnI-CAU基因的114 bp反向重复。 讨论 大的反向重复序列被认为能稳定叶绿体基因组，使之能应对大型的结构重排，大反向重复序列的损失，导致南方红豆杉的叶绿体基因组出现更多的基因缺失和插入事件和基因组重排。被子植物里的豆科植物叶绿体基因组中就发生了结构的变化，它们同样也丢失了反向重复序列，所以相比之下，丢失了反向重复序列的品种更倾向于发生重排。 讨论 4.4 南方红豆杉叶绿体基因组的大反向区域 除了大反向重复序列的丢失，基因组重排似乎已经在红豆杉的叶绿体基因组的进化中扮演了重要的角色。在这项研究中，我们使用了5种陆生植物，包括红豆杉的叶绿体基因组在内，通过基因组规模上的基因排列来研究发生倒位的原因。 讨论 我们通过在叶绿体基因组的两两比较倒位，确定它们之间的结构差异，估计出的最小的重排方式，即使倒位未必是导致基因顺序变化的唯一的突变事件。需要至少3次倒位才能将台湾三尖杉的叶绿体基因组的基因结构转变成南方红豆杉的叶绿体基因组，至少需要花5次倒位以及大型反向重复序列的删除，才能将台东苏铁的基因构造成南方红豆杉的叶绿体基因组结构。 讨论 Harr散点图分析表明，南方红豆杉叶绿体基因组的结构在基因顺序方面与其他陆生植物的叶绿体基因组存在显著不同。 讨论 然而，每个倒置的基因顺序是未整理过的，所以，除了倒位步骤，还需要在反向重复序列区域加入一些额外的基因的拷贝才将南方红豆杉的叶绿体基因组的基因结构转变成和被子植物台东苏铁类似的祖先结构，如毛茛和普通烟草的叶绿体基因组。 结论 结论 本研究中报道的南方红豆杉叶绿体基因组序列显示，红豆杉属物种与此前报道的裸子植物在叶绿体基因组上存在显著差异。它丢失了一个大的IR，使得在其叶绿体基因组中发生了更多的基因丢失和结构重排事件。南方红豆杉叶绿体基因组中大IR区的丢失以及大量的基因组重排使我们对红豆杉的谱系演化有了新的更深的了解。 南方红豆杉叶绿体基因组中的若干基因与其他物种存在显著差异，其基因组结构和基因排布也与近缘种台湾苏铁和台湾三尖杉存在显著差异。这种差异暗示了红豆杉科物种在进化历程上的独立性和复杂性。 Thank you！ 南方红豆杉叶绿体全基因组分析 ----反向重复区域的丢失以及与相关物种的比较研究 研究背景 研究背景 自从烟草和地钱叶绿体基因组序列的首次报告以来，一些陆生植物叶绿体基因组序列就被陆续确定。最近的测定各种植物品种的完整叶绿体基因组序列的分析中已经进行了了大量的对比分析，促进了植物和基因组进化的研究，包括基于这些数据的转录组分析和泛基因组分析。虽然裸子植物物种的完整的叶绿体基因组序列少有公布，仍然在其中发现了其独特的性状，如大规模的基因组重排和更频繁的基因缺失和插入事件。 研究背景 在进化过程中，基因组重排和陆地植物叶绿体基因组的基因丢失事件被认为与反向重复序列的大小有着密切的关系。大型反向重复序列有助于稳定叶绿体基因组，减少基因损失和重排的可能性。在大多数被子植物如海枣属中，LSC、SSC和IR的相对大小保持不变，其基因排序方式和基因内容与被子植物的祖先几乎是相同的。然而，裸子植物如松科、柏科的一些分支丢失了一个反向重复区域，导致了其叶绿体基因组中更多的基因丢失和结构重排。 研究背景 南方红豆杉是红豆杉科红豆杉属的一个变种，属于中国特有物种。 它的次级代谢产物紫杉醇可以用来治疗卵巢癌、乳腺癌和非小细胞肺癌，是在过去十年中最有前景的抗肿瘤剂，对于晚期以及顽固的卵巢癌，乳腺癌均显示出活性。 紫杉醇最早是在20世纪70年代从太平洋紫杉树的树皮中分离，但红豆杉的叶子被发现同样可以作为紫杉醇及相关类毒素的来源。由于乳腺癌的患病率增加，其独特的药用价值逐渐被认可。 南方红豆杉质体基因组信息的获取将为进一步的转录组和蛋白质组分析提供有用信息，并为研究催化叶绿体中的天然化合物的生物合成的酶的方法提供基础。 研究背景 目前，一些裸子植物物种基因组的基因含量和结构仍鲜为人知， GenBank中只有3个红豆杉科物种完整的叶绿体基因组序列被公布。 在本研究中，我们报告了南方红豆杉的完整叶绿体基因组序列。这是在红豆杉属首次报道的叶绿体基因组。在这份报