控制线粒体基因组演化“开关”找到

记者10月20日从中国农业科学院获悉，该院农业基因组研究所研究员武志强团队通过分析近150份模式物种拟南芥的细胞器基因组变异，首次揭示了植物细胞器基因组的动态演化模式，并发现通过调控核基因MSH1可显著加速线粒体基因组演化。这一发现为开发利用细胞器遗传资源、改良作物性状提供了新的理论支撑。相关成果近日发表于国际期刊《基因组生物学》。

在植物细胞中，线粒体作为“半自主”细胞器，其基因组与核基因组构成了复杂的遗传网络。

研究人员通过分析拟南芥近150份样本发现，线粒体基因组中重复片段驱动的重组发生速度极快，导致其结构变化与其他变异类型“脱节”，甚至形成传统方法难以比对的复杂结构。

“我们还首次观察到罕见的大型重复序列扩张与融合事件，揭示了线粒体基因组‘高频重组—快速固定’的独特演化机制。”论文通讯作者武志强告诉记者。

研究团队通过精准调控核编码基因MSH1的功能，实现了对线粒体基因组演化的定向操控。实验表明，通过扰乱和恢复MSH1基因，可以产生线粒体基因组的不同结构版本。武志强解释道：“MSH1基因如同一个‘开关’，通过影响线粒体基因组的重组频率，驱动其快速适应环境变化。”