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基于流式细胞术和K-mer分析测定两种车前属植物基因组的大小

梅启明  董斌  王丹  郑明轩  
【摘要】:车前属(Plantago)植物车前(Plantago asiatica)和大车前(Plantago major)是中国传统药用植物。本研究采用流式细胞术与K-mer分析方法对车前和大车前的基因组大小进行测定,为后续全基因组测序提供参考。实验过程采用木本植物缓冲液(woody plant buffer, WPB)解离并制备车前和大车前嫩叶材料的细胞核悬浮液,以玉米基因组DNA为对照,通过流式细胞仪测定经碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色的车前属植物细胞核样品的荧光强度,计算基因组大小。此外,本研究采用高通量测序技术对车前和大车前进行双末端测序,同时利用K-mer法估计基因组大小,并分析杂合率、重复序列和GC含量等信息。结果显示,利用流式细胞术测得车前基因组大小约为2 386.01 Mb;大车前基因组大小约为743.14 Mb。而通过基因组测序,分别获得了78 Gb的车前和58 Gb的大车前基因组数据。K-mer分析的结果表明,车前基因组大小约为2 161.54 Mb,测序深度为36 X;大车前基因组大小约为701.17 Gb,测序深度为80 X,K-mer分布曲线图显示车前和大车前都是低杂合基因组,车前基因组含有较高比例的重复序列(51.72%)。研究结果为揭示车前属植物基因组大小的进化提供了重要证据,也为后续三代全基因高通量测序和组装提供了必要的数据参考。

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