Caracterización del Genoma Mitocondrial de subsp. Rousi Basada en Secuenciación de Alto Rendimiento y Elucidación de Sus Mecanismos Evolutivos
Autores: Lin, Mengjiao; Hu, Na; Sun, Jing; Zhou, Wu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Especies
Genoma mitocondrial
Mecanismos evolutivos
Información genética
Restauración ecológica
Conservación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
L. ssp. es una especie de valor ecológico y económico significativo que es nativa de la meseta Qinghai-Tíbet y de regiones áridas/semiáridas. Investigar el genoma mitocondrial puede elucidar los mecanismos de adaptación al estrés, la estructura genética poblacional y la historia evolutiva híbrida, ofreciendo perspectivas moleculares para la restauración ecológica y la conservación de especies. Sin embargo, la información genética y los mecanismos evolutivos de su genoma mitocondrial siguen siendo poco comprendidos. Este estudio tuvo como objetivo ensamblar el genoma mitocondrial completo de L. ssp. utilizando secuenciación Illumina, descubriendo sus características estructurales, presiones evolutivas y adaptabilidad ambiental, y abordando la brecha de investigación respecto a los genomas mitocondriales dentro del género. El estudio ensambló un genoma mitocondrial circular de 454,444 pb de ssp., con un contenido de GC del 44.86%. Se anotaron un total de 73 genes y 3 pseudogenes, con la notable ausencia del gen, que está presente en especies relacionadas. El genoma exhibe un sesgo significativo en el uso de codones, particularmente con el uso frecuente del codón de alanina GCU y el codón de isoleucina AUU. Además, se identificaron 449 secuencias repetitivas, que potencialmente impulsan la recombinación del genoma. Nuestro análisis de presión evolutiva reveló que la mayoría de los genes están bajo selección purificadora, mientras que genes como y exhiben selección positiva. Un análisis de diversidad nucleotídica reveló que el gen exhibe la mayor variación, mientras que es el más conservado. Mientras tanto, el análisis filogenético mostró que ssp. de China está más estrechamente relacionado con, identificándose extensas secuencias homólogas (49.72% del genoma cloroplástico) entre los genomas cloroplásticos y mitocondriales, lo que indica un activo intercambio de genes interorganelos. Además, se predijeron 539 sitios de edición de ARN, que involucran principalmente conversiones de aminoácidos hidrofílicos a hidrofóbicos, lo que podría regular la función de las proteínas mitocondriales. Nuestros hallazgos establecen una base para la mejora genética y la investigación sobre los mecanismos evolutivos adaptativos en el género, ofreciendo un nuevo estudio de caso para la teoría de la evolución del genoma mitocondrial en plantas.
Descripción
L. ssp. es una especie de valor ecológico y económico significativo que es nativa de la meseta Qinghai-Tíbet y de regiones áridas/semiáridas. Investigar el genoma mitocondrial puede elucidar los mecanismos de adaptación al estrés, la estructura genética poblacional y la historia evolutiva híbrida, ofreciendo perspectivas moleculares para la restauración ecológica y la conservación de especies. Sin embargo, la información genética y los mecanismos evolutivos de su genoma mitocondrial siguen siendo poco comprendidos. Este estudio tuvo como objetivo ensamblar el genoma mitocondrial completo de L. ssp. utilizando secuenciación Illumina, descubriendo sus características estructurales, presiones evolutivas y adaptabilidad ambiental, y abordando la brecha de investigación respecto a los genomas mitocondriales dentro del género. El estudio ensambló un genoma mitocondrial circular de 454,444 pb de ssp., con un contenido de GC del 44.86%. Se anotaron un total de 73 genes y 3 pseudogenes, con la notable ausencia del gen, que está presente en especies relacionadas. El genoma exhibe un sesgo significativo en el uso de codones, particularmente con el uso frecuente del codón de alanina GCU y el codón de isoleucina AUU. Además, se identificaron 449 secuencias repetitivas, que potencialmente impulsan la recombinación del genoma. Nuestro análisis de presión evolutiva reveló que la mayoría de los genes están bajo selección purificadora, mientras que genes como y exhiben selección positiva. Un análisis de diversidad nucleotídica reveló que el gen exhibe la mayor variación, mientras que es el más conservado. Mientras tanto, el análisis filogenético mostró que ssp. de China está más estrechamente relacionado con, identificándose extensas secuencias homólogas (49.72% del genoma cloroplástico) entre los genomas cloroplásticos y mitocondriales, lo que indica un activo intercambio de genes interorganelos. Además, se predijeron 539 sitios de edición de ARN, que involucran principalmente conversiones de aminoácidos hidrofílicos a hidrofóbicos, lo que podría regular la función de las proteínas mitocondriales. Nuestros hallazgos establecen una base para la mejora genética y la investigación sobre los mecanismos evolutivos adaptativos en el género, ofreciendo un nuevo estudio de caso para la teoría de la evolución del genoma mitocondrial en plantas.