成都生物所在兩棲類線粒體基因組研究中獲進展

線粒體作為生物體的「動力工廠」，提供了運動所需能量（ATP）的95%。線粒體基因由於其母系遺傳特性以及進化速率較快等特點，被廣泛地用於種群遺傳學、進化生物學、譜系地理學和系統發育學等學科領域。關於線粒體基因組的進化也一直是進化生物學研究熱點之一。脊椎動物的線粒體基因組的組成和結構相對保守，但在兩棲類中發現了大量的基因重排、基因重複和丟失的現象。目前關於線粒體基因組重排的機制，以及重排對高通量測序拼接基因組的影響尚不明確。

中國科學院成都生物研究所曾曉茂團組夏雲等，對兩棲類棘腹蛙28個種群290號樣本的線粒體基因組重排高變區測序後，發現了線粒體基因重排的中間狀態，並發現了重排後產生的多種基因排列形式。通過基因排列順序和系統發育分析發現線粒體基因組在一次串聯重複後，逐步隨機丟失產生多種基因排列類型的過程。通過設計軟體在GenBank中查找所有兩棲類和爬行類有鱗目的線粒體DNA序列後，發現種內水平的基因重排較為罕見。這一研究結果發現了線粒體基因重排的初始狀態，支持了串聯重複-隨即丟失的線粒體基因重排機制。並且該研究支持了課題組先前發現的線粒體基因組重排發生後在擴散和固定過程中的非適應性進化的特性。該研究結果已發表於國際基因組期刊BMC Genomics（2016）。

高通量測序已廣泛用於生物學的方方面面，但是在線粒體基因組的測序中，其測序拼接是否受基因組重排的影響還知之甚少。課題組成員選取了兩棲類兩種有重排的棘腹蛙和崇安湍蛙進行高通量測序。在經過多種拼接方法之後，高通量測序能夠有效地拼接這兩個物種的線粒體基因組。通過基因組結構分析及系統發育分析驗證了測序的準確性。該研究結果已發表於國際綜合性期刊PeerJ (2016)。

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