叶绿体（chloroplast）是存在于藻类和绿色植物中的色素体之一，植物细胞中由双层膜围成，含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。间质中悬浮有由膜囊构成的类囊体，内含叶绿体DNA。叶绿体相关研究在过去的数十年取得了巨大成就，尤其在利用基因序列研究叶绿体的起源、结构、进化、正反向遗传学、叶绿体基因工程等方面取得了重大进展。随着大规模测序技术的不断发展，特别是二代测序技术的应用，极大推动了叶绿体基因组的深入研究。目前，已有170多个物种的叶绿体全基因组序列在NCBI发布，多数物种为农作物或经济作物。
线粒体（mitochondrion）是真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是通过氧化磷酸化作用合成三磷酸腺苷（ATP），为细胞各种生理活动提供能量。线粒体有自身的DNA和遗传体系，但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一种半自主性的细胞器。已知哺乳动物的线粒体基因组最小，果蝇和蛙的稍大，酵母的更大，而植物的线粒体基因组最大。人、小鼠和牛的线粒体基因组全序列已经测定，都为16.5kb左右。在分子生物学研究方面，其不仅是研究DNA结构与复制转录的良好模型，也是研究真核细胞核酸与蛋白质合成的模型系统。此外，线粒体基因组作为一种分子标记，广泛应用于动物界不同等级阶元系统发育的研究。
多个植物的线粒体与叶绿体的多种进化树图
经典案例
使用Illumina技术测序竹字线粒体基因组以及在草类植物中细胞器基因组的平行进化关系 PLoS one. 2012
Rapid Sequencing of the Bamboo Mitochondrial Genome Using Illumina Technologyand Parallel Episodic Evolution of Organelle Genomes in Grasses.
本文利用第二代测序技术 Illumina 测定了 6 种竹子的叶绿体基因组全序列，并且发现 Illumina 测序序列中还包含了大量来自线粒体基因组的序列，基于所构建的系统树，探讨了禾本科线粒体基因组序列的进化速率在进化历史中的变化。
推荐文献
[1] Adrian C Barbrook, Christopher J Howe, Davy P Kurniawan, et al. Organization and expression of organellar genomes. Phil. Trans. R. Soc. B. 2010, 365: 785-797.
[2] Tatsuya Wakasugi, Takahiko Tsudzuki, Masahiro Sugiura. The genomics of land plant chloroplasts: Gene content and alteration of genomic information by RNA editing. Photosynthesis Research. 2001, 70: 107-118.
测序策略
产品类型 | 建库类型 | 测序策略 | 建议数据量（Clean data） | 周期 |
线粒体/叶绿体
De novo | 常规文库 | Illumina Hiseq，PE101或PE151 | 100M以上的Clean data（基因组大小<500kb） | 50工作日 |
送样建议
样品类型 | 总量 | 浓度 | 其他要求 |
基因组DNA、质粒、 PCR 产物等 | m≥6μg | c≥30 ng/μL | 条带单一/主带明显可辨 |
不需要再次打断的 Smear 类样品（打断后样品、PCR 产物等） | m≥3μg | c≥30 ng/μL | / |
需要再次打断的 Smear 类样品（打断后样品、PCR 产物等） | m≥4μg | c≥30 ng/μL | / |
新鲜动物组织干重 | ≥0.3g | / | / |
新鲜植物组织干重 | ≥0.5g | / | / |
新鲜培养细胞数（个） | ≥5×106 | / | / |
全血（哺乳动物） | ≥1ml | / | / |
全血（非哺乳动物） | ≥0.5ml | / | / |
FAQ
线粒体/叶绿体De novo常见问题
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