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芸薹属(Brassica)包括重要的蔬菜作物和油料作物等。基于线粒体比较基因组分析、基因组重组与MSHl介导的叶片衰老的研究,对解析芸薹属中异源多倍体演化与MSHl介导重要发育性状具有重要意义。本研究以芸薹属作物为研究材料,取得以下主要结果：1.通过高通量测序,组装获得长度为219919bp的和长度为232407bp的芥菜和黑芥线粒体基因组(NCBI编号：KJ461445、KP030753)。通过线粒体基因组注释,在芥菜中,有34个编码蛋白质的基因、20个编码转运RNA的基因、45个开放式阅读框、3个编码核糖体RNA的基因和一对长度为2427bp的长重复序列。在黑芥中,有33个编码蛋白质的基因、19个编码转运RNA的基因、41个开放式阅读框、3个编码核糖体RNA的基因和一对长度为6574bp的长重复序列。2.通过对6种芸薹属线粒体共线性比对,发现二倍体的白菜、黑芥、甘蓝与其各自相关的四倍体芥菜、埃塞尔比亚芥、甘蓝型油菜具有较高的同源共线性。基于11个已测序线粒体基因组主成分分析表明,11种线粒体基因组分为A,B,C三种基因组类型。黑芥和埃塞尔比亚芥代表B基因组。nap型油菜和botrytis型甘蓝代表C基因组,三种芥菜、两种captitata型甘蓝、pol型油菜和白菜,聚类到混合组里,大部分是A基因组。基于11个已测序线粒体基因组系统进化树表明,11中线粒体基因组被分为3组。A组包括三种芥菜的基因型品种,pol型油菜和白菜,B组包括黑芥和埃塞尔比亚芥,C组包括三种甘蓝和nap型油莱。基于线粒体基因组序列的芸薹属作物分化时间与已报道的基于核基因组计算的分化时间比较吻合。对6种芸薹属11个变种的线粒体进行重复序列、编码区域及线粒体基因组重组分析表明,亲缘关系较近的物种具有相近数量的重复序列数和编码区域基因数。3.MSH1基因是调控线粒体基因组重组与叶绿体发育的关键基因,本研究探究了MSH1基因介导的叶片衰老。结果表明,叶片诱导衰老能导致MSHl基因下调表达,但是没有检测到明显的线粒体基因组重组现象。MSH1-RNAi植株表现出延缓叶片衰老的现象,推测MSHl介导的延缓叶片衰老现象依赖于MSH1调控的叶绿体发育。