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核基因组vs.线粒体基因组——一张表(植物)

发布日期:2026-01-20 22:20 浏览次数:

比较维度 核基因组(Nuclear genome) 线粒体基因组(Mitogenome)
细胞定位 细胞核,染色体上 线粒体基质,游离或附着于内膜
遗传方式 双亲遗传(受精融合) 绝大多数植物为母系遗传(少数双-父系)
基因组大小 通常 200 Mb–20 Gb;多染色体(拟南芥 125 Mb,小麦 16 Gb) 巨大变化区间:22 kb(红树科)–11.7 Mb(西伯利亚落叶松);单环/多环/线状/分枝/网状
倍性水平 二倍体或多倍体,染色体成对存在 单倍体,每个线粒体含 10–100 拷贝
染色体结构 真核线性染色体,端粒-着丝粒-组蛋白 通常为环状 DNA(植物中常呈“主环+亚环”动态重组)
编码容量 2–5 万个蛋白基因,占比 <5%;大量非编码、重复、调控序列 30–60 个蛋白基因,占比 6–15%;其余为重复、内含子、外来片段
基因功能 发育、代谢、抗逆、次生代谢等“全功能” 主要与氧化磷酸化、呼吸链、细胞程序性死亡相关
重复序列 转座子、LTR、串联重复丰富,可占 70% 以上 散在重复、SSR、叶绿体迁入片段极多;部分植物含 40 kb 级大重复
内含子 普遍存在于蛋白基因 部分基因含庞大顺式-反式剪接内含子(nad1 可达 5 个)
RNA 编辑 极少 植物特有:C→U(偶尔 U→C)编辑,数百位点;可制造起始/终止密码子
重组与动态 减数分裂同源重组 高频分子内/间重组,产生“主环-亚环”多态;可瞬时改变基因顺序
进化速率 综合位点:中性速率约 1×10⁻⁹ 替换/位点/年 同义位点速率极低(1×10⁻⁹–10⁻¹⁰),但结构变异速率高;常用于高阶系统发育
水平基因转移 极少 频繁捕获叶绿体、核、病毒甚至其他线粒体序列
研究用途 物种形成、适应性、经济性状定位、全基因组育种 物种/品种快速鉴定、母系谱系地理、雄性不育(CMS)机制、细胞器互作

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