БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 1, с. 115–121
УДК 575.86;577.2.01;582.32
Использование нуклеотидного пангенома митохондриальных геномов для реконструкции филогении мхов
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, 119991 Москва; факс: +7(495)939-3181, электронная почта: bobr@belozersky.msu.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет биоинженерии и биоинформатики, 119991 Москва; электронная почта: aba@belozersky.msu.ru
3 Институт системных исследований РАН, 117281 Москва
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: мхи, филогения, пангеном, митохондриальный геном.
Аннотация
Ранее была показана стабильность состава и последовательности генов в 13 митохондриальных геномах мхов (Ренсинг с соавт., 2008, Science). Представляет интерес изучение эволюции митохондриальных геномов не только на уровне генов, но и на уровне нуклеотидных последовательностей. Для этого нами построен нуклеотидный пангеном митохондриальных геномов 24 видов мхов, представляющий собой совокупность блоков выравненных последовательностей ортологичных фрагментов геномов, покрывающих в совокупности все геномы. Нуклеотидный пангеном построен специально разработанной для этой цели программой NPG-explorer (NPGe). Показано, что стабильная часть митохондриального генома (232 стабильных блока) составляет в среднем 45% его длины. В объединенном выравнивании стабильных блоков 82% позиций консервативны. Филогенетическое дерево, построенное программой NPGe, хорошо соответствует другим филогенетическим реконструкциям. Программой NPGe идентифицировано 30 блоков с повторами длиной не менее 50 п.н. Максимальная длина блока с повторами составляет 140 п.н. Дупликации в митохондриальных геномах мхов редки, в среднем на геном приходится около 500 п.н. в крупных дупликациях. Определена суммарная длина вставок и делеций в каждом геноме. Процессы потери и приобретения участков ДНК в митохондриальных геномах мхов достаточно активны, и такие перестройки, очевидно, могут быть использованы как дополнительные маркеры при реконструкции филогении.