真菌基因组学与生物学
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NGS 时代的真菌 rDNA 分析：进展、见解和挑战

奥利弗·布莱切特、詹平

背景：核糖体DNA（rDNA）由真核生物中的18S、5.8S、25S和5S rRNA基因和非编码功能元件组成，是基因组中在转录和基因组重排方面具有非常高活性的区域。由于其高度重复和复杂的结构，详细的序列分析具有挑战性并且经常被忽视。在这项研究中，对整个真菌界的 rDNA 组织进行了系统调查。

方法：我们通过生物信息学方法分析了 NCBI 提供的所有真菌基因组组装，总共 6779 个。为此，我们开发了一批Python脚本来处理数据。为了从头组装 NGS 数据，我们编写了 Ansi C 程序“YNGS”。

结果： NCBI 的真菌基因组组装中只有 15% 拥有整个 rDNA 单元的序列。大多数 rDNA 组装都是不完整的，并且在内部间隔区域被中断。接下来，我们分析了 rDNA 组织。担子菌门（除黑粉菌门外）以及芽生枝菌门、壶菌门和毛霉菌门均在 rDNA 单位中插入了 5S 基因。除酵母菌外，子囊菌门的 rDNA 单位中缺乏 5S 插入。在这里，5S 基因分散在基因组中，并且 5S 基因串联阵列非常罕见。使用 YNGS 软件，我们组装了 17 个完整的 rDNA 单位，并计算了每个基因组 25 至 161 个 rDNA 重复单位的数量。

结论：与 rDNA 基因区域相比，即使在 NGS 时代，内部间隔区的分析仍然具有挑战性。转录调控、复制机器和基因组重排元件结合在一起。复杂的监管对于平稳的流动是必要的。