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Tropaeolum pentaphyllum Lam.(Tropaeolaceae)の胎盤の系統と進化の特徴
Phylogenetic and evolutionary features of the plastome of Tropaeolum pentaphyllum Lam. (Tropaeolaceae).
PMID: 32666132 DOI: 10.1007/s00425-020-03427-w.
抄録
主な結論:
Tropaeolum pentaphyllumの完全なプラストーム配列から、分子マーカー、ヌクレオチド多型のホットスポット、RNA編集部位、系統学的側面が明らかになった。Tropaeolum pentaphyllum Lam.は、南米のいくつかの国で発生しており、型破りで絶滅の危機に瀕している種である。この種は栄養学的、薬用、観賞用として利用されているが、自然集団や有望な遺伝子型を含む遺伝学的研究はほとんど行われていない。ここでは、T. pentaphyllumのプラストームの塩基配列を報告する。本研究では、T. pentaphyllumプラストームの塩基配列を解析した結果を報告する。その結果、T. pentaphyllumプラストームは他のアブラナ科のプラストームと非常によく似ていることが明らかになった。その結果、他のアブラナ科植物との類似性が高いことが明らかになったが、今回の解析では、matK, rpoA, rpoC2などの遺伝子の構造変化やIRの拡大に関わる特異的な特徴が検出された。また、T. pentaphyllumのプラスストームからは、251のSSR遺伝子座、9つのヌクレオチド多型のホットスポット、2つの特異的なRNA編集部位が検出された。さらに、原始体の系統学的推論からは、モリンガ科の姉妹グループであるアカニアセア科とトロパイオウ科との間には閉鎖的な関係があることが示唆された。これらのデータは、絶滅危惧種の保全、遺伝的多様性の評価、利用を目的とした自然集団、生殖器の収集、遺伝子型選択に応用できる新たな分子マーカーと進化的特徴をもたらすものである。
MAIN CONCLUSION: Complete plastome sequence of Tropaeolum pentaphyllum revealed molecular markers, hotspots of nucleotide polymorphism, RNA editing sites and phylogenetic aspects Tropaeolaceae Juss. ex DC. comprises approximately 95 species across North and South Americas. Tropaeolum pentaphyllum Lam. is an unconventional and endangered species with occurrence in some countries of South America. Although this species presents nutritional, medicinal and ornamental uses, genetic studies involving natural populations or promising genotypes are practically non-existent. Here, we report the nucleotide sequence of T. pentaphyllum plastome. It represents the first complete plastome sequence of the family Tropaeolaceae to be fully sequenced and analyzed in detail. The sequencing data revealed that the T. pentaphyllum plastome is highly similar to the plastomes of other Brassicales. Notwithstanding, our analyses detected some specific features concerning events of IR expansion and structural changes in some genes such as matK, rpoA, and rpoC2. We also detected 251 SSR loci, nine hotspots of nucleotide polymorphism, and two specific RNA editing sites in the plastome of T. pentaphyllum. Moreover, plastid phylogenomic inference indicated a closed relationship between the families Tropaeolaceae and Akaniaceae, which formed a sister group to Moringaceae-Caricaceae. Finally, our data bring new molecular markers and evolutionary features to be applied in the natural population, germplasm collection, and genotype selection aiming conservation, genetic diversity evaluation, and exploitation of this endangered species.