Bộ gen lạp thể, hệ gen lạp thể hay plastome là bộ gen của lạp thể, nhóm bào quan hiện diện trong thực vật và đa dạng chủng loại nguyên sinh vật. Số lượng trình tự bộ gen lạp thể được giải mã tăng nhanh từ thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 21. Ví dụ, có 25 bộ gen lục lạp đã được giải trình tự trong một nghiên cứu về phát sinh chủng loại phân tử.[1]
Bảng phân loại dưới đây dự kiến sẽ sưu tập những bộ gen lạp thể hoàn chỉnh đại diện cho một phạm vi rộng nhất về kích cỡ, số lượng gen và các họ thực vật có hoa.
Plastome đã giải trình tự với thông tin hoàn chỉnh về kích cỡ bộ gen, số lượng gen duy nhất, chú thích và năm công bố.
Siêu tảo là những sinh vật mang những bào quan quang hợp nguồn gốc từ sự kiện nội cộng sinh bậc hai hoặc bậc ba, cùng dạng gần không quang hợp, tựa lạp thể, hay thân thích. Apicomplexa là một ngành gồm những loài ký sinh đơn bào không quang hợp thuộc siêu nhóm nhân thực Chromalveolata, mang một bào quan lạp thể cấp hai thoái hóa.
Chromalveolata quang hợp
Bộ gen lạp thể Dinoflagellata không được tổ chức thành một phân tử DNA vòng đơn giống như những bộ gen lạp thể khác, mà lại trở thành một dàn gồm những vòng nhỏ.
Ở một vài sinh vật quang hợp khả năng bị tập nhiễm khi nội cộng sinh với tảo lục (Chlorophyta) hoặc tảo đỏ (Rhodophyta) đơn bào. Trong một số trường hợp này, không chỉ lục lạp từ tế bào tảo đơn bào trước đó giữ lại bộ gen của nó, mà còn kèm theo những cấu trúc tàn tích của tảo. Khi tàn dư đó bao gồm một nhân tế bào và một hệ gen nhân thì được gọi với thuật ngữ nucleomorph.
Loài nhân thực đơn bào Paulinella chromatophora sở hữu một bào quan (cyanelle) đại diện cho một trường hợp độc lập về việc chiếm hữu khả năng quang hợp từ sự kiện nội cộng sinh vi khuẩn lam. (Ghi chú: thuật ngữ cyanelle cũng dùng để chỉ lạp thể tảo lục lam.)
^Wolf PG, Rowe CA, Sinclair RB, Hasebe M (2003). “Complete nucleotide sequence of the chloroplast genome from a leptosporangiate fern, Adiantum capillus-veneris L”. DNA Res. 10 (2): 59–65. doi:10.1093/dnares/10.2.59. PMID12755170.
^Gao L, Yi X, Yang YX, Su YJ, Wang T (2009). “Complete chloroplast genome sequence of a tree fern Alsophila spinulosa: insights into evolutionary changes in fern chloroplast genomes”. BMC Evolutionary Biology. 9: 130. doi:10.1186/1471-2148-9-130.
^Roper, Jessie M.; Kellon Hansen, S.; Wolf, Paul G.; Karol, Kenneth G.; Mandoli, Dina F.; Everett, Karin D. E.; Kuehl, Jennifer; Boore, Jeffrey L. (2007). “The Complete Plastid Genome Sequence of Angiopteris evecta (G. Forst.) Hoffm. (Marattiaceae)”. American Fern Journal. 97 (2): 95–106. doi:10.1640/0002-8444(2007)97[95:TCPGSO]2.0.CO;2.
^Wolf PG, Karol KG, Mandoli DF, Kuehl J, Arumuganathan K, Ellis MW, Mishler BD, Kelch DG, Olmstead RG, Boore JL (2005). “The first complete chloroplast genome sequence of a lycophyte, Huperzia lucidula (Lycopodiaceae)”. Gene. 350 (2): 117–28. doi:10.1016/j.gene.2005.01.018. PMID15788152.
^Tatsuya Wakasugi, A. Nishikawa, Kyoji Yamada, and Masahiro Sugiura. 1998. "Complete nucleotide sequence of the plastid genome from a fern, Psilotum nudum". Endocytobiology and Cell Research13(supplement):147. see External links below.
^Tsuji S, Ueda K, Nishiyama T, Hasebe M, Yoshikawa S, Konagaya A, Nishiuchi T, Yamaguchi K (2007). “The chloroplast genome from a lycophyte (microphyllophyte), Selaginella uncinata, has a unique inversion, transpositions and many gene losses”. J. Plant Res. 120 (2): 281–90. doi:10.1007/s10265-006-0055-y. PMID17297557.
^Wu CS, Wang YN, Liu SM, Chaw SM (2007). “Chloroplast genome (cpDNA) of Cycas taitungensis and 56 cp protein-coding genes of Gnetum parvifolium: insights into cpDNA evolution and phylogeny of extant seed plants”. Mol. Biol. Evol. 24 (6): 1366–79. doi:10.1093/molbev/msm059. PMID17383970.
^ abLeebens-Mack J, Raubeson LA, Cui L, Kuehl JV, Fourcade MH, Chumley TW, Boore JL, Jansen RK, depamphilis CW (2005). “Identifying the basal angiosperm node in chloroplast genome phylogenies: sampling one's way out of the Felsenstein zone”. Mol. Biol. Evol. 22 (10): 1948–63. doi:10.1093/molbev/msi191. PMID15944438.
^ abcdefghijGuisinger et al, Implications of the Plastid Genome Sequence of Typha (Typhaceae, Poales) for Understanding Genome Evolution in Poaceae, J Mol Evol 70: 149–166 (2010)
^W Goremykin; Hirsch-Ernst KI; Wolfl S; Hellwig FH (2003). “Analysis of the Amborella trichopoda chloroplast genome sequence suggests that Amborella is not a basal angiosperm”. Mol Bio Evol. 20: 1445–1454.
^Sato S, Nakamura Y, Kaneko T, Asamizu E, Tabata S (1999). “Complete structure of the chloroplast genome of Arabidopsis thaliana”. DNA Res. 6 (5): 283–90. doi:10.1093/dnares/6.5.283. PMID10574454.
^Schmitz-Linneweber C, Regel R, Du TG, Hupfer H, Herrmann RG, Maier RM (2002). “The plastid chromosome of Atropa belladonna and its comparison with that of Nicotiana tabacum: the role of RNA editing in generating divergence in the process of plant speciation”. Mol. Biol. Evol. 19 (9): 1602–12. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a004222. PMID12200487.
^ abcdHansen DR, Dastidar SG, Cai Z, Penaflor C, Kuehl JV, Boore JL, Jansen RK (2007). “Phylogenetic and evolutionary implications of complete chloroplast genome sequences of four early-diverging angiosperms: Buxus (Buxaceae), Chloranthus (Chloranthaceae), Dioscorea (Dioscoreaceae), and Illicium (Schisandraceae)”. Mol. Phylogenet. Evol. 45 (2): 547–63. doi:10.1016/j.ympev.2007.06.004. PMID17644003.
^Goremykin, V.; Hirsch-Ernst, K. I.; Lfl, S.; Hellwig, F. H. (2003). “The chloroplast genome of the basal angiosperm Calycanthus fertilis – structural and phylogenetic analyses”. Plant Systematics and Evolution. 242 (1–4): 119–135. doi:10.1007/s00606-003-0056-4.
^Leseberg CH, Duvall MR (2009). “The complete chloroplast genome of Coix lacryma-jobi and a comparative molecular evolutionary analysis of plastomes in cereals”. J. Mol. Evol. 69 (4): 311–8. doi:10.1007/s00239-009-9275-9. PMID19777151.
^Plader W, Yukawa Y, Sugiura M, Malepszy S (2007). “The complete structure of the cucumber (Cucumis sativus L.) chloroplast genome: its composition and comparative analysis”. Cell. Mol. Biol. Lett. 12 (4): 584–94. doi:10.2478/s11658-007-0029-7. PMID17607527.
^Steane DA (2005). “Complete nucleotide sequence of the chloroplast genome from the Tasmanian blue gum, Eucalyptus globulus (Myrtaceae)”. DNA Res. 12 (3): 215–20. doi:10.1093/dnares/dsi006. PMID16303753.
^ abTimme RE, Kuehl JV, Boore JL, Jansen RK (2007). “A comparative analysis of the Lactuca and Helianthus (Asteraceae) plastid genomes: identification of divergent regions and categorization of shared repeats”. Am. J. Bot. 94 (3): 302–12. doi:10.3732/ajb.94.3.302. PMID21636403.
^Lee HL, Jansen RK, Chumley TW, Kim KJ (2007). “Gene relocations within chloroplast genomes of Jasminum and Menodora (Oleaceae) are due to multiple, overlapping inversions”. Mol. Biol. Evol. 24 (5): 1161–80. doi:10.1093/molbev/msm036. PMID17329229.
^Liang H, Carlson JE, Leebens-Mack JH, Wall PK, Mueller LA, Buzgo M, Landherr LL, Hu Y, DiLoreto DS, Ilut DC, Field D, Tanksley SD, Ma H, Claude (2008). “An EST database for Liriodendron tulipifera L. floral buds: the first EST resource for functional and comparative genomics in Liriodendron”. Tree Genetics and Genomes. 4 (3): 419–433. doi:10.1007/s11295-007-0120-2.
^Kato T, Kaneko T, Sato S, Nakamura Y, Tabata S (2000). “Complete structure of the chloroplast genome of a legume, Lotus japonicus”. DNA Res. 7 (6): 323–30. doi:10.1093/dnares/7.6.323. PMID11214967.
^Goremykin VV, Hirsch-Ernst KI, Wölfl S, Hellwig FH (2004). “The chloroplast genome of Nymphaea alba: whole-genome analyses and the problem of identifying the most basal angiosperm”. Mol. Biol. Evol. 21 (7): 1445–54. doi:10.1093/molbev/msh147. PMID15084683.
^ abJun Yu et alii (117 authors). 2005. "The Genomes of Oryza sativa: a history of duplications". PLoS Biology3(2):e38. Epub 2005 Feb 1.
^Hiratsuka J, Shimada H, Whittier R, Ishibashi T, Sakamoto M, Mori M, Kondo C, Honji Y, Sun CR, Meng BY (1989). “The complete sequence of the rice (Oryza sativa) chloroplast genome: intermolecular recombination between distinct tRNA genes accounts for a major plastid DNA inversion during the evolution of the cereals”. Mol. Gen. Genet. 217 (2–3): 185–94. doi:10.1007/BF02464880. PMID2770692.
^Kim KJ, Lee HL (2004). “Complete chloroplast genome sequences from Korean ginseng (Panax schinseng Nees) and comparative analysis of sequence evolution among 17 vascular plants”. DNA Res. 11 (4): 247–61. doi:10.1093/dnares/11.4.247. PMID15500250.
^Chumley TW, Palmer JD, Mower JP, Fourcade HM, Calie PJ, Boore JL, Jansen RK (2006). “The complete chloroplast genome sequence of Pelargonium x hortorum: organization and evolution of the largest and most highly rearranged chloroplast genome of land plants”. Mol. Biol. Evol. 23 (11): 2175–90. doi:10.1093/molbev/msl089. PMID16916942.
^Chang CC, Lin HC, Lin IP, Chow TY, Chen HH, Chen WH, Cheng CH, Lin CY, Liu SM, Chang CC, Chaw SM (2006). “The chloroplast genome of Phalaenopsis aphrodite (Orchidaceae): comparative analysis of evolutionary rate with that of grasses and its phylogenetic implications”. Mol. Biol. Evol. 23 (2): 279–91. doi:10.1093/molbev/msj029. PMID16207935.
^Okumura S, Sawada M, Park YW, Hayashi T, Shimamura M, Takase H, Tomizawa K (2006). “Transformation of poplar (Populus alba) plastids and expression of foreign proteins in tree chloroplasts”. Transgenic Res. 15 (5): 637–46. doi:10.1007/s11248-006-9009-3. PMID16952016.
^Chung HJ, Jung JD, Park HW, Kim JH, Cha HW, Min SR, Jeong WJ, Liu JR (2006). “The complete chloroplast genome sequences of Solanum tuberosum and comparative analysis with Solanaceae species identified the presence of a 241-bp deletion in cultivated potato chloroplast DNA sequence”. Plant Cell Rep. 25 (12): 1369–79. doi:10.1007/s00299-006-0196-4. PMID16835751.
^Schmitz-Linneweber C, Maier RM, Alcaraz JP, Cottet A, Herrmann RG, Mache R (2001). “The plastid chromosome of spinach (Spinacia oleracea): complete nucleotide sequence and gene organization”. Plant Mol. Biol. 45 (3): 307–15. doi:10.1023/A:1006478403810. PMID11292076.
^Haberle RC, Fourcade HM, Boore JL, Jansen RK (2008). “Extensive Rearrangements in the Chloroplast Genome of Trachelium caeruleum Are Associated with Repeats and tRNA Genes”. Journal of Molecular Evolution. 66 (4): 350–361. doi:10.1007/s00239-008-9086-4.
^Zhengqiu Cai et al, Extensive Reorganization of the Plastid Genome of Trifolium subterraneum (Fabaceae) Is Associated with Numerous Repeated Sequences and Novel DNA Insertions, J Mol Evol 67: 696–704 (2008)doi:10.1007/s00239-008-9180-7
^Ogihara, Yasunari; Isono, Kazuriho; Kojima, Toshio; Endo, Akira; Hanaoka, Mitsumasa; Shiina, Takashi; Terachi, Toru; Utsugi, Shigeko; và đồng nghiệp (2000). “Chinese Spring Wheat (Triticum aestivum L.) Chloroplast Genome: Complete Sequence and Contig Clones”. Plant Molecular Biology Reporter. 18 (3): 243–253. doi:10.1007/BF02823995.
^Ogihara Y, Isono K, Kojima T, Endo A, Hanaoka M, Shiina T, Terachi T, Utsugi S, Murata M, Mori N, Takumi S, Ikeo K, Gojobori T, Murai R, Murai K, Matsuoka Y, Ohnishi Y, Tajiri H, Tsunewaki K (2002). “Structural features of a wheat plastome as revealed by complete sequencing of chloroplast DNA”. Mol. Genet. Genomics. 266 (5): 740–6. doi:10.1007/s00438-001-0606-9. PMID11810247.
^Fajardo D, Senalik D, Ames M, Zhu H, Steffan SA, Harbut R, Polashock J, Vorsa N, Gillespie E, Kron K, Zalapa JE (2013). “Complete plastid genome sequence of Vaccinium macrocarpon: structure, gene content, and rearrangements revealed by next generation sequencing”. Tree Genetics & Genomes. 9 (2): 489–498. doi:10.1007/s11295-012-0573-9.
^Maier RM, Neckermann K, Igloi GL, Kössel H (1995). “Complete sequence of the maize chloroplast genome: gene content, hotspots of divergence and fine tuning of genetic information by transcript editing”. J. Mol. Biol. 251 (5): 614–28. doi:10.1006/jmbi.1995.0460. PMID7666415.
^Gerald A. Tuskan, et alii (110 authors). 2006. "The genome of Black Cottonwood, Populus trichocarpa (Torr. & Gray)". Science 313 (5793):1596-1604.
^“A revised classification of Santalales”. Taxon. 59 (2): 538–558. 2010.
^ abLeliaert, Frederik; Lopez-Bautista, Juan M (2015). “The chloroplast genomes of Bryopsis plumosa and Tydemania expeditionis (Bryopsidales, Chlorophyta): compact genomes and genes of bacterial origin”. BMC Genomics. 16 (1): 204. doi:10.1186/s12864-015-1418-3. ISSN1471-2164.
^Hagopian JC, Reis M, Kitajima JP, Bhattacharya D, de Oliveira MC (2004). “Comparative analysis of the complete plastid genome sequence of the red alga Gracilaria tenuistipitata var. liui provides insights into the evolution of rhodoplasts and their relationship to other plastids”. J. Mol. Evol. 59 (4): 464–77. doi:10.1007/s00239-004-2638-3. PMID15638458.
^E. Virginia Armbrust, et alii (42 authors). 2004. "The Genome of the Diatom Thalassiosira pseudonana: Ecology, Evolution, and Metabolism". Science306(5693):79-86.
^Rogers MB, Gilson PR, Su V, McFadden GI, Keeling PJ (2007). “The complete chloroplast genome of the chlorarachniophyte Bigelowiella natans: evidence for independent origins of chlorarachniophyte and euglenid secondary endosymbionts”. Mol. Biol. Evol. 24 (1): 54–62. doi:10.1093/molbev/msl129. PMID16990439.