线粒体(Mitochondria)是真核生物体内两个含有非细胞核基因组的双层膜细胞器之一,参与了细胞内的能量代谢、中心代谢物的合成、离子平衡及细胞凋亡等生物过程。虽然线粒体基因组在长期的进化过程中大部分的基因已转移到了细胞核中,但依然保留了一些基因。本课题通过分析狭义酵母属(Saccharomycessensu stricto)的线粒体基因组,以探索线粒体基因组在自然进化中的机理,为人工设计最小线粒体基因组提供理论指导。主要研究内容如下:(1)从酵母Saccharomyces mikatae 和Saccharomyces kudrivzevii中利用差速离心的分离得到对应的线粒体,将分离的得到的线粒体通过SDS破碎、酚氯仿抽提及乙醇沉淀得到纯净的线粒体基因组。(2)将上述分离提取所得到的 Saccharomyces mikatae 和Saccharomyces kudriavzevii 线粒体基因组利用Illumina测序平台建库测序并将得到的测序文库利用SOAPdenovo进行拼接组装得到完整的线粒体基因组序列,其中Saccharomyces miktae的基因组大小为73KB,Saccharomyces kudriavzevii 的基因组大小为 72KB。(3)以酿酒酵母S.cerevisiae的线粒体基因组为参照,对我们测序得到的Saccharomyces mikatae 和 Saccharomyce kudriavzevfi 线粒体基因组进行基因注释,并利用tRNAscan,RNAweasel和MFannot软件确定线粒体基因组中的tRNAs、rRNAs和内含子的具体位置。(4)以测序和下载得到的一共15个菌株的线粒体基因组为基础用MEGA构建进化树,并进一步分析其的功能基因、基因组结构和内含子位置等基因组特性以揭示其在进化过程中的机理。(5)通过基因组比较与进化分析推测祖先状态线粒体基因组属性,分析功能区域与非功能区域的保守性,去除线粒体内的基因间非保守区段和内含子区域,设计并合成一个最小线粒体基因组。