Phanerochaete carnosaのミトコンドリアゲノムは206kbpであり、イントロンの動態、繰り返し配列の蓄積、プラスミド由来の遺伝子などが明らかになっている

The 206 kbp mitochondrial genome of Phanerochaete carnosa reveals dynamics of introns, accumulation of repeat sequences and plasmid-derived genes.

• Xu Wang
• Andong Song
• Fengqin Wang
• Mingyue Chen
• Xiao Li
• Qiang Li
• Na Liu

抄録

本研究では、Phanerochaete carnosaのミトコンドリアゲノムを次世代シークエンシングにより解析し、アセンブルした。P. carnosaのマイトゲノムは、総サイズ206,437bpの円形DNA分子から構成されていた。その結果、イントロン配列、リピート配列、プラスミド由来の遺伝子が組み合わされて、担子菌類で2番目に大きなマイトゲノムとなった。遺伝子配列解析の結果、ポリポラリスのマイトゲノム間で大規模な遺伝子再配列が見られ、P. carnosaは独自の遺伝子オーダーを持っていることが明らかになった。その結果、イントロンの数と位置クラスは14種のポリポラレス間で変化しており、ポリポラレスの進化の中で多くのイントロンのロス/ゲインイベントが発生していることが示唆された。その結果、14種のポリポラレスのコアPCGのほとんどが精製選択の対象となっていることがわかった。しかし、rps3遺伝子のKa/Ks値は、いくつかのポリポラレス種間で1を超える値を示し、正の選択の圧力が存在している可能性が示唆された。その結果、ミトコンドリア遺伝子を組み合わせて系統解析を行ったところ、支持性の高い木構造が得られ、P. carnosaはPhlebia radiataの姉妹種であることが明らかになった。今回の研究は、ミトコンドリアゲノムに関する初の報告であり、本種の系統学、集団遺伝学、進化の理解を促進するものである。

In this study, the mitogenome of Phanerochaete carnosa was sequenced and assembled by the next-generation sequencing. The P. carnosa mitogenome was composed of circular DNA molecules, with a total size of 206,437 bp. Intron sequence, repeat sequence and plasmid-derived genes together promoted the P. carnosa mitogenome to become the second largest mitogenome in Basidiomycota. Gene arrangement analysis revealed large-scale gene rearrangements between Polyporales mitogenomes, and P. carnosa contained a unique gene order. The number and position classes of introns varied between 14 Polyporales species tested, indicated numerous intron loss/gain events occurred in the evolution of Polyporales. Most core PCGs in the 14 Polyporales species we tested were found subjected to purifying selection. However, the Ka/Ks values of rps3 gene were found >1 between some Polyporales species, indicating pressure of positive selection may exist. Phylogenetic analysis based on the combined mitochondrial gene set obtained well-supported tree topologies, and P. carnosa was identified as a sister species to Phlebia radiata. This study served as the first report on the mitogenome in the family Phanerochaetaceae, which will promote the understanding of the phylogeny, population genetics, and evolution of this white-rot fungus and related fungi.

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