甜瓜（Cucumis melo L.）是世界范围内重要的园艺作物，线粒体基因组是甜瓜遗传信息的重要组成部分，细胞质雄性不育、RNA编辑等均受到线粒体基因组的调控，前期研究发现甜瓜线粒体基因组大小约为2.9Mb，存在3个环状结构，进一步分析研究甜瓜线粒体基因组的结构特征具有重要意义。近日，Vegetable Research 在线发表了河北科技师范学院青年教师崔浩楠题为Structural characteristics of the melon mitochondria genome的研究论文。甜瓜线粒体基因组包含4861对正向重复序列、439对反向重复序列、653个串联重复序列和218个SSR序列，这些重复序列的总长度约为全基因组检测到的长度的44.2%，编码基因占甜瓜线粒体基因组的1.54%。
甜瓜线粒体基因组序列与西瓜、西葫芦及黄瓜的线粒体基因组相比，一致性不低于80%的序列占全基因组长度的比例分别是33%、40%和65%，四个物种中共同分享的序列约占甜瓜线粒体基因组全长的6%，这部分保守序列可以代表葫芦科线粒体基因组中的核心序列。图1 甜瓜与其他三个葫芦科植物线粒体基因组线性关系比较甜瓜、西瓜、西葫芦及黄瓜的线粒体基因组GC含量差异不显著（42.8%~45.1%），甜瓜线粒体基因组的重复序列总数最多，占基因组总序列的44.2%。在甜瓜线粒体基因组中共注释了40个蛋白质编码基因，西瓜、西葫芦及黄瓜线粒体基因组中的蛋白质编码基因分别为37、38和39个。甜瓜线粒体基因组缺失rps19 基因、两个拷贝的ATP1 基因和另外两个ORF 基因（orf1 和orf2 ），这四种植物的线粒体基因组包含三种不同类型的核糖体基因（rrn5S 、rrn18S 和rrn26S ），在甜瓜中检测到最多的rRNAs，包括6个拷贝的rrn5S ，2个单拷贝的rrn18S 和rrn26 。甜瓜和黄瓜分别含有507个和498个RNA编辑位点，西瓜线粒体基因组上拥有最多的RNA编辑位点（509个位点），西葫芦的RNA编辑位点数量最少（总共486个），Nad4、CCMB 和ccmFn 是RNA编辑位点最高的三个基因。本研究通过对甜瓜、黄瓜、西葫芦和西瓜线粒体基因结构的深入比较分析，揭示了大量的重复和核基因组序列迁移是甜瓜线粒体基因组规模和变异不断扩大的潜在原因，这些结果为葫芦科植物线粒体基因组遗传变异研究提供了基础。河北科技师范学院青年教师崔浩楠博士为论文第一作者及通讯作者，东北农业大学高鹏研究员为论文并列通讯作者。
作者介绍
第一作者&通讯作者：崔浩楠，1994年生，博士，讲师，硕士研究生导师，研究方向为葫芦科作物分子遗传改良，发表SCI论文10余篇，主持参与各类基金项目5项。
通讯作者：高鹏，1982年生，博士，东北农业大学研究员，博士生导师，入选青年拔尖人才支持计划。研究方向为西甜瓜分子育种，近年来发表SCI检索论文30余篇，先后主持国家自然基金3项，获发明专利3项，参与审定品种4个，获得黑龙江省自然科学一等奖、二等奖、神农中华农业科技奖、华耐园艺科技奖等奖励多项。
https://doi.org/10.48130/VR-2022-0020
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