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线粒体是细胞中制造能量的细胞器，叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，因此线粒体与叶绿体都是细胞内进行能量转换的场所，两者均为半自主性细胞器，均具有自身的遗传物质和遗传体系。线粒体DNA（mtDNA）因独有的母系遗传模式和较高的突变频率， 已被广泛用于生物进化，群体结构，疾病诊断，法医等方面的研究。而叶绿体DNA（cpDNA）在揭示物种起源、生物进化及不同物种之间的亲缘关系等方面也具有很重要的作用。二代测序可以简便快速、高通量获得线粒体/叶绿体DNA 序列信息，因此动植物线粒体/叶绿体测序在进化生物学研究，疾病诊断和法医学领域都具有十分重要的应用价值。
通常针对叶绿体和线粒体特征基因扩增后的产物进行测序，以及对二代随机测序中存在的较小片段Gap进行补测成环。
通常为绝多数动物类线粒体，和相对较小的叶绿体、线粒体基因组。
a) 主要针对拥有较大线粒体、叶绿体基因组情况，并且重复区域等较多，结构复杂，导致测序覆盖度差，只用二代随机测序无法成环且无法用一代测序补Gap的情况。
b) 无高质量叶绿体、线粒体参考基因组，适用近缘物种参考基因组无法成环情况。
| 测序方案 | 样本要求 | 方式 | 数据要求 | 优势 | 劣势 | 特点 | |
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对Total DNA样品进行测序 |
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Characterization of the complete chloroplast genome of Cephalotaxus sinensis (Cupressales: Taxaceae), an endangered Tertiary relict tree endemic to China
题目：中国第三纪特有孑遗种粗榧完整叶绿体基因组特性研究 发表杂志：Conservation Genetics Resources 发表时间：2018-3粗榧是第三纪濒危地方性残留树种, 具有较高的药用价值。为了促进其保护遗传学研究, 本文利用 Illumina 高通量测序技术，对其完整叶绿体基因组进行了组装。
用DNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN,German) 从将粗榧鲜嫩叶片中提取基因组DNA，质检初步合格后，送上海天昊生物有限公司进行高通量DNA测序。利用Illumina HiSeq 2500测序系统共产生了15.4 M 150-bp的raw reads，平均测序深度达到叶绿体基因组的214X，用CLC Genomics Workbench v9 (CLC Bio, Aarhus, Denmark)对数据进行质控，并MITObim v1.9软件(https://github.com/chrishah/MITObim）对叶绿体基因组进行组装，以Cephalotaxus oliveri (KC136217)的叶绿体基因组为参考基因组。利用Geneious R10软件 (Biomatters Ltd., Auckland, New Zealand)对叶绿体基因组进行注释，并利用OGDRAW软件(http://ogdraw.mpimp-golm.mpg.de)绘制物理图谱。系统进化树利用MEGA6软件(http://megasoftware.net)进行。
叶绿体基因组全长为135646 bp，具有不对称的碱基组成 (32.5% A、17.6% C、17.5% G和 32.4% T)，共编码了113个unique基因 (包括82蛋白质编码基因、27个tRNA基因和4个rRNA基因)，其中trnQ-UUG具有基因组复制现象。此外，14个基因 (atpF、ndhA、ndhB、petB、petD、rpl2、rpl16、rpoC1、rps12、rps16、trnA-UGC、trnG-UCC、trnI-GAU和trnK-UUU) 具有一个内含子, 另一个基因 (ycf3) 有一对内含子。系统进化分析基本上支持了目前柏目（Cupressales）层次分类的顺序, 揭示了粗榧与同源物种蓖子三尖杉的密切关系。
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图1、粗榧叶绿体基因组的物理图谱。外圆外侧显示基因按照顺时针方向转录，而外圆内侧
显示基因按照逆时针方向转录。内圆中的浅虚线区域和深灰色区域分别表示基因组的A+T和G+C含量。
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图2、基于叶绿体蛋白质编码基因（protein-coding genes，PCGs）对Cupressales 38种植物的系统发育关系的NJ分析，分类单元为属级水平
