杨属植物中核整合细胞器DNA的转录特征分析

在真核生物进化过程中，细胞器DNA持续向核基因组转移，导致核质体DNA插入（NUPTs）和核线粒体DNA插入（NUMTs）广泛存在。然而，它们在核基因表达和基因组进化中的功能意义仍在很大程度上尚未明确。 在本研究中，我们采用Oxford Nanopore直接RNA测序（DRS）考察了杨属核基因组中NUPTs和NUMTs的转录情况，并将其转录特征与全基因组范围内的插入模式进行了比较。我们的分析表明，大多数被转录的NUPTs和NUMTs富集于内含子区域，并以类似多顺反子转录单元的形式与其宿主基因或邻近基因发生共转录。此外，NUPTs和NUMTs还经常产生无内含子转录本，这一特征使人联想到其原核祖先来源。 我们进一步鉴定出一个推定具有功能的、来源于NUPT的psbH基因，该基因为毛果杨（P. trichocarpa）所特有，为核编码细胞器靶向基因的进化提供了新的见解。此外，我们在等位基因间鉴定到已转录的NUPT和NUMT插入多态性，提示细胞器DNA插入有助于等位变异，并可能参与环境适应。 总体而言，我们的研究结果揭示了NUPT和NUMT转录在基因调控、等位变异、基因组进化以及新基因产生中的此前未被认识的作用。

yinyuan{at}mtu.edu

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在真核生物进化过程中，细胞器 DNA 持续转移至核基因组，导致核质体 DNA 插入（NUPTs）和核线粒体 DNA 插入（NUMTs）广泛存在。然而，它们在核基因表达和基因组进化中的功能意义在很大程度上仍未得到解析。在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开提供。

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发布于 2026 年 7 月 12 日。

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杨树中核整合细胞器 DNA 的转录特征分析

Reed Arneson ， William Wittstock ， Aimee Marceau ， Yinan Yuan

bioRxiv

2026.07.08.737317； doi：

https://doi.org/10.64898/2026.07.08.737317

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Reed Arneson ， William Wittstock ， Aimee Marceau ， Yinan Yuan

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2026.07.08.737317； doi：

https://doi.org/10.64898/2026.07.08.737317

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.737317v1?rss=1

🏷️ 杨属植物 细胞器DNA转移 NUPTs/NUMTs 直接RNA测序 转录特征 基因组进化