Transcriptome-mining for single-copy nuclear markers in ferns.
Transcriptome-mining for single-copy nuclear markers in ferns.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0076957
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Pryer KM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rothfels CJ;Larsson A;Li FW;Sigel EM;Huiet L;Burge DO;Ruhsam M;Graham SW;Stevenson DW;Wong GK;Korall P;Pryer KM
蕨类植物是维管植物中物种数量第二多的主要类群，是种子植物的姐妹分支，分子系统发育研究彻底改变了我们对蕨类植物进化历史的认识。然而，这一重要植物群体普遍缺乏可用的基因组资源，导致这些研究强烈依赖于质体数据;很少使用核或线粒体数据。在这项研究中，我们利用转录组数据设计用于蕨类植物进化生物学研究的核标记引物，并证明了这些标记在蕨类植物的最大订单，水龙骨科的效用。我们提出了20个新的单拷贝核区域，跨越10个不同的蛋白质编码基因：ApPEFP_C，隐花色素2，隐花色素4，DET 1，gapCpSh，IBR 3，pgiC，SQD 1，TPLATE和transducin。这些基因座，单独和组合，显示出强大的解决能力，在整个水龙骨科，并很容易扩增和测序，从我们的基因组DNA测试集（从15二倍体水龙骨科物种）。对于每个区域，我们还提出了转录组对齐的焦点位点和相关旁系-策划广泛跨越蕨类植物，这将使研究人员能够开发自己的引物集蕨类植物类群以外的水龙骨科。从我们的基因组DNA测试集产生的序列数据的分析显示，分区方案的支持水平上，在较小的程度上，对拓扑结构的强烈影响。一个模型划分的密码子位置是非常有利的，并结合数据的分析得到了很好的支持，并与该组的早期研究相一致的水龙骨科。这里呈现的20个单拷贝区域是蕨类植物中可用的单拷贝核区域的三倍多。它们提供了一个急需的机会，以评估质体衍生的蕨类植物内的关系的假设，并提高我们的能力，探索以前无法进行科学调查的蕨类植物进化的各个方面。
Molecular phylogenetic investigations have revolutionized our understanding of the evolutionary history of ferns—the second-most species-rich major group of vascular plants, and the sister clade to seed plants. The general absence of genomic resources available for this important group of plants, however, has resulted in the strong dependence of these studies on plastid data; nuclear or mitochondrial data have been rarely used. In this study, we utilize transcriptome data to design primers for nuclear markers for use in studies of fern evolutionary biology, and demonstrate the utility of these markers across the largest order of ferns, the Polypodiales. We present 20 novel single-copy nuclear regions, across 10 distinct protein-coding genes: ApPEFP_C, cryptochrome 2, cryptochrome 4, DET1, gapCpSh, IBR3, pgiC, SQD1, TPLATE, and transducin. These loci, individually and in combination, show strong resolving power across the Polypodiales phylogeny, and are readily amplified and sequenced from our genomic DNA test set (from 15 diploid Polypodiales species). For each region, we also present transcriptome alignments of the focal locus and related paralogs—curated broadly across ferns—that will allow researchers to develop their own primer sets for fern taxa outside of the Polypodiales. Analyses of sequence data generated from our genomic DNA test set reveal strong effects of partitioning schemes on support levels and, to a much lesser extent, on topology. A model partitioned by codon position is strongly favored, and analyses of the combined data yield a Polypodiales phylogeny that is well-supported and consistent with earlier studies of this group. The 20 single-copy regions presented here more than triple the single-copy nuclear regions available for use in ferns. They provide a much-needed opportunity to assess plastid-derived hypotheses of relationships within the ferns, and increase our capacity to explore aspects of fern evolution previously unavailable to scientific investigation.
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DOI：
10.1073/pnas.95.4.1950
发表时间：
1998-02-17
影响因子：
11.1
作者：
Essigmann, B;Güler, S;Benning, C
通讯作者：
Benning, C
影响因子：
3.8
作者：
Charlesworth, D;Yang, Z
通讯作者：
Yang, Z
影响因子：
3
作者：
Ford, VS;Lee, J;Gottlieb, LD
通讯作者：
Gottlieb, LD
影响因子：
3
作者：
Ebihara, A;Ishikawa, H;Ito, M
通讯作者：
Ito, M
影响因子：
6.5
作者：
Brown, Jeremy M.;Lemmon, Alan R.
通讯作者：
Lemmon, Alan R.