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MORC(Microrchidia)基因是一类高度保守的核蛋白编码基因,它作为一种新型的表观调控因子,参与了植物转录水平的基因沉默和免疫防御调控过程。通常,MORC蛋白的N端含有一个保守的GHKL-type(Gyrase，Hsp90，Histidine kinase，MutL)ATPase模块,它能够影响基因的表达调控过程。目前,MORC蛋白在动物和植物中均已鉴定出,其中在人类和拟南芥中分别鉴定出了4个和7个典型的MORC家族成员。为了深入探究MORC基因家族的系统演化过程,本研究利用生物信息学和系统发生学等手段对动植物中MORC基因家族的进化历史、分类关系和MORC蛋白的序列特征等进行了全面的研究。本研究从27和60个代表性动物和植物的基因组中分别鉴定出了83和356个MORC蛋白的候选基因。同时,基于转录组的蛋白序列信息,还从56个非开花植物中鉴定出了154个候选MORC蛋白序列。对这些MORC蛋白序列进行保守motif的分析发现,MORC蛋白的N端含有一段连续的保守motif组成,将其定义为MORC结构域。MORC结构域的序列保守,含有一些典型的蛋白序列二级结构元件,可以作为MORC基因鉴定的保守序列特征,用于鉴定MORC基因家族在其他物种中的分布情况。基于这些动植物中鉴定出的MORC蛋白序列,采用不同的建树方法构建系统发育树的结果表明:MORC基因家族在动植物中主要分为两大类,将其分别命名为Plants-Group Ⅰ，Plants-Group Ⅱ和Animals-Group Ⅰ,Animals-Group Ⅱ。MORC结构域普遍存在于动植物中,表明其至少起源于动植物分化之前的共同祖先。此外,本研究还进一步深入研究了MORC基因家族在绿色植物中的系统发育关系和基因的扩张机制,发现MORC基因家族在被子植物中发生了大量的扩增。根据重复基因对之间的共线性证据表明,MORC基因在被子植物中的扩张主要是由片段重复或全基因组加倍事件产生的。其中,Plants-Group Ⅰ分支可以进一步细分为Group 1-1和Group 1-2小支,Group 1-1分支中只包含有种子植物的MORC蛋白序列,而Group 1-2分支中则含有完整的绿色植物支系,表明这两个分支至少在种子植物分化之前形成。MORC基因在Group 1-2和Group Ⅱ分支中均发生了较大规模的扩增,而在Group 1-1分支中则相对保守,并且在每一特定分支中,MORC蛋白序列的motif组成是相对保守的,其基因的内含子-外显子组成结构也是大体一致的。为了研究MORC基因重复基因对在表达上是否发生了一定的分化,本研究分别对拟南芥、大豆和水稻中的MORC基因进行了表达模式的分析,发现MORC基因相对于营养组织,主要在生殖组织中表达,并且一些MORC重复基因对的表达模式发生了一定的分化,表明MORC基因可能在生殖组织的发育中扮演着重要的角色。总之,本研究综合利用了生物信息学、比较基因组学和系统发生学等手段系统阐明了MORC基因家族在动植物中的起源、分类和系统发生关系,定义了MORC结构域作为鉴定MORC基因的保守序列特征,并进一步深入探究了MORC基因家族在绿色植物中的进化模式和扩张机制,以及MORC基因的表达模式分析,将可能有助于进一步揭示MORC基因在表观调控过程中的作用机制。