Plant mitochondrial genomes (mitogenomes) are crucial for understanding nucleocytoplasmic interactions, plant evolution, and breeding of cytoplasmic male sterile lines. However, their complete assembly is challenging due to frequent recombination events a
植物线粒体基因组（线粒体基因组）对于理解核质相互作用、植物进化和细胞质雄性不育系的育种至关重要。然而，由于频繁的重组事件和水平基因转移，它们的完全组装是具有挑战性的
使用Illumina、PacBio和Nanopore测序数据的传统方法往往导致组装完整性差、测序准确性低和成本高，限制了其适用性。基于这些挑战，需要一种更高效、更准确的组装方法来对植物有丝分裂基因组进行深入研究
南京林业大学的研究人员与北京农林科学院和中国农业科学院合作，开发了一种高效的组装工具包（PMAT），用于使用低覆盖率的高保真测序数据对植物有丝分裂基因组进行从头组装
这项研究于2024年1月26日发表在《园艺研究》杂志上，展示了基因组学研究的重大飞跃
PMAT通过利用高度准确的长读HiFi测序数据，解决了传统线粒体基因组组装方法的局限性。这允许跨越大多数重复序列，并生成完整准确的线粒体基因组序列
该工具包包括两种模式：“autoMito”和“graphBuild”。“autoMito”模式提供了一步组装过程，而“graph Build”模式允许手动选择合适的种子进行组装，确保灵活性和用户控制
研究人员成功组装了13种植物的有丝分裂基因组，包括真双子叶植物、单子叶植物和裸子植物。例如，拟南芥线粒体基因组被重新组装成一个典型的圆形染色体，长度为367810个碱基对，与已发表的参考基因组仅显示出微小的差异
此外，PMAT需要最少的测序数据才能实现完整的组装，这使其成为大规模基因组研究的成本效益高的解决方案
领先的研究人员之一吴志强博士评论道，“PMAT代表着植物基因组学领域的一个重大进步。通过克服传统组装方法的挑战，PMAT提供了植物有丝分裂基因组的全面准确的视图，有助于深入了解植物进化和育种。”
PMAT的发展对植物基因组研究和育种产生了重大影响。通过提供一种可靠的植物有丝分裂基因组组装方法，PMAT加速了基因组变异及其对植物性状影响的研究。这加强了育种工作，以提高作物的复原力、产量和质量
此外，捕捉多种线粒体构象为植物基因组的进化动力学开辟了新的研究途径