叶绿体基因组溯源论文参考文献

（一）内共生起源学说 许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。1970年Margulis在分析了大量资料的基础上提出了一种设想，认为真核细胞的祖先是一种体积巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的细胞，能将吞噬所得的糖类进行酵解取得能量。而线粒体的祖先——原线粒体则是一种革兰氏阴性菌，含有三羧酸循环所需的酶系和电子传递链，故它可利用氧气把糖酵解的产物丙酮酸进一步分解，获得比酵解更多的能量。当这种细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，原始真核细胞利用这种细菌（原线粒体）充分供给能量，而原线粒体从宿主细胞获得更多的原料。 （二）非共生起源学说 该学说的支持者提出一种线粒体和叶绿体起源的设想，认为真核细胞的前身是一个进化上比较高等的好氧细菌，它比典型的原核细胞大，这样就要逐渐增加具有呼吸功能的膜表面，开始是通过细菌的细胞膜内陷、扩张和分化，后逐渐形成了线粒体和叶绿体的雏形。根据1974年Uzzell等人的观点，在进化的最初阶段，原核细胞的基因组进行复制并不伴有细胞分裂，然后基因附近的质膜内陷形成双层膜，分别将基因组包围在这些双层膜结构中，从而形成了原始线粒体、叶绿体等细胞器。后来在进化过程中进一步发生了分化，如线粒体和叶绿体的基因组丢失一些基因；细胞核的基因则有了高度发展；质体发展了光合作用；线粒体则演变为专具有呼吸功能的细胞器，于是逐渐形成了现在的真核细胞。 从目前看，对这两个学说尚有争议，各有其实验证据和支持者，因此，关于线粒体和叶绿体的起源，有待今后进一步探讨和研究。参考资料：翟中和 王喜中 丁孝明 主编《细胞生物学》（高等教育出版社）

题目： Zygnema circumcarinatum UTEX 1559 chloroplast and mitochondrial genomes provide insight into land plant evolution 轮藻 Zygnema circumcarinatum  UTEX 1559叶绿体和线粒体基因组为陆生植物进化提供了新见解 发表期刊： Journal of Experimental Botany  发表时间： 2020-3-24   影响因子： 5.36轮藻的完整叶绿体和线粒体基因组为陆地植物的陆生化提供了新的线索。在此，研究者报道了UTEX 1559的细胞器基因组，以及绿藻、轮藻和陆地植物的33个质体和18个线粒体基因组的比较基因组学研究。通过这些质体和线粒体基因组确定基因的存在/缺失。UTEX 1559 (157,548 bp)和SAG 698-1a (165,372 bp)质体之间的比较揭示了非常相似的基因，但是基因组发生了实质性的重排。令人惊讶的是，这两个质体只有85.69%的核苷酸序列一致性。UTEX 1559线粒体基因组大小为215,954 bp，是所有测序轮藻中最大的。有趣的是，这个大的线粒体基因组包含一个50 kb的区域，与任何其他细胞器基因组都没有同源性，其两侧是两个86 bp的正向重复序列，包含15个ORFs。这些ORFs与来自细菌和植物的蛋白质具有显著的同源性，具有诸如引物酶、RNA聚合酶和DNA聚合酶的功能。本研究结论为：(i)先前发表的SAG 698-1a质体可能来自不同的双星藻属 Zygnema 物种，以及(ii)UTEX 1559线粒体基因组中的50 kb区域可能是最近获得的可移动元件。 图1、两种 Z. circumcarinatum 藻种SAG 698-1a(上)和UTEX 1559(下)的MAUVE比对。结果显示了大量的重排和不同的质体长度，表明这些藻种可能不是同种的。A框显示了含有 ccsA 基因和 trnI 基因的区域，这是两个质体之间极少数保存完好的区域。B框显示了一个位于 ndhJ 基因和tRNA， trnL ( uag )之间的大区域，该区域是最大的区域(100kbp)，在该区域内共享保守的基因序列，但在位置上相对于其他区域非常显著地发生了重排。 图2、基于质体基因构建的系统发育图，热图代表基于基因GO的功能基因分组。 图3、基于线粒体基因构建的系统发育图，热图代表基于基因GO的功能基因分组。 图4、本研究包括的线粒体基因组的基因密度图。x轴为每个线粒体基因组中基因序列的百分比。y轴为物种。圆的大小为基因间间隔的百分比(IGS)。圆的颜色代表线粒体基因组大小。除了 A. thaliana 和 Z. circumcarinatum   UTEX 1559以外的所有物种都保持40%或更高的基因密度。UTEX 1559的基因密度为29.4%，不包括移动元件中的基因。当考虑移动元件中存在的额外基因时，UTEX 1559仍然保持低于40%的基因密度。 图5、UTEX 43 1559线粒体基因组中50 kb“基因沙漠”区域示意图。通过ORFfinder和序列相似性搜索，在该区域共发现16个基因(15个CDSs和1个tRNA)。