广东
钩吻（Gelsemium elegans (Gardn. & Champ.) Benth.），又名大茶药、断肠草、猪人参等，属马钱科藤本植物。钩吻始载于《神农本草经》，为中国传统药用植物，味辛、苦，性温，具有免疫调节、抗炎、抗焦虑、抗肿瘤等功效。在养殖业中，钩吻具有增加禽畜免疫力、驱虫、健胃等作用，可提高禽畜成活率、生长速度。因此，钩吻具有重要经济和饲用价值的药用植物。高等植物线粒体为植物生长提供能量物质，并参与氨基酸、脂类、维生素及其他与生命活动相关物质的合成和代谢，在植物生长发育过程中发挥着至关重要的作用。作为半自主细胞器，线粒体含有独立的线粒体基因组。据报道，植物线粒体基因组具有许多独特的特征，结构复杂而动态，含有大量功能未知的非保守DNA。其结构通常为环状，但在体内更为复杂。在某些情况下，线粒体基因组具有线性甚至多染色体结构。此外，线粒体基因组含有大量重复序列，可导致基因组快速重排。线粒体基因组的上述特点为进化和系统发育研究提供了重要的信息。目前，有关钩吻线粒体基因组的研究鲜少报道。因此，作为一种重要的药用植物，深入研究钩吻线粒体基因组对其有效利用和遗传改良具有重要意义。
图1 钩吻线粒体基因组图谱
福建农林大学阙友雄/尤垂淮团队在国际学术期刊International Journal of Molecular Sciences（IF=6.208）发表了题为“Assembly of the complete mitochondrial genome of Gelsemium elegans revealed the existence of homologous conformations generated by a repeat mediated recombination”的研究论文。研究对钩吻线粒体基因组进行了测序和组装，并对其亚结构进行了研究。钩吻线粒体基因组由两条长406,009 bp的圆形染色体表示（图1，染色体1长261,758 bp；染色体2长144,251 bp），其中有33个注释的蛋白质编码基因、15个tRNA基因和3个rRNA基因。研究检测了145对重复序列（图2），发现四对重复序列可以介导同源重组为一个主要构象和五个次要构象，并通过PCR扩增和sanger测序验证了构象的存在（图3）。叶绿体和线粒体基因组之间的同源片段占线粒体基因组的5.85%。通过以上研究，完成了线粒体基因组的组装和注释，为进一步对其有效利用、遗传改良和进化分析奠定了重要基础。
图2 钩吻线粒体基因组重复序列分析
福建农林大学生命科学学院青年教师尤垂淮为该论文第一作者；福建农林大学农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院苏亚春副研究员和阙友雄研究员为该论文的共同通讯作者。福建农林大学农学院在读硕士研究生崔天真、臧守建和已毕业张畅参与了此研究。该研究得到福建省卫生厅青年项目和福建省科技创新联合项目的资助。
图3 不同重复序列介导的同源重组的验证
第一作者简介：尤垂淮，博士，硕士生导师。主要从事植物连作障碍形成机理及其消减措施、逆境生物学、药用植物栽培等研究。迄今，获省级和市厅级以上10余项科研项目的连续资助，研究成果在Industrial Crops and Products、International Journal of Biological Macromolecules、Journal of Agricultural and Food Chemistry、International Journal of Molecular Sciences、BMC Genomics、Gene、中国中药杂志、生物技术通报等国内外期刊发表科研学术论文30余篇；所带本科生中有80名获得保研资格，均被推免到复旦大学、浙江大学、中国科学院大学、华中科技大学、中国人民大学、南开大学、厦门大学、天津大学等重点高校继续深造。其本人曾先后获福建农林大学优秀共青团干部、青年五四奖章、就业创业工作先进个人、资助育人三行活动先进个人等荣誉。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36613970/
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