【摘 要】
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比较基因组学是研究基因及基因组进化模式的有力工具。将多个近缘物种进行比较可以极大地提高进化分析的敏感性和有效性。在稻属中,比较基因组学可以用来研究基因的功能、基
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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比较基因组学是研究基因及基因组进化模式的有力工具。将多个近缘物种进行比较可以极大地提高进化分析的敏感性和有效性。在稻属中,比较基因组学可以用来研究基因的功能、基因组的进化、驯化过程、多倍体以及物种对环境的适应性等等。在本研究中,我们选取了水稻MONOCULM1(MOC1)、AdhJ1和Heading date1(Hd1)等基因区域对稻属10个基因组类型共14个种(10个二倍体种和4个异源四倍体种)进行了序列比较分析。分析表明在MOC1和Hd1区域内,基因共线性以及基因结构非常保守；而Adh1区域则不同,大量串联重复基因的存在一定程度上破坏了这种共线性特征。转座子的扩增是基因组膨胀的主要动力(多倍体的因素除外)。转座子序列的迅速变化是造成基因间区巨大变异的主要因为；只有在亲缘关系很近的同一种基因组类型中,例如在AA或者BB内,才能发现同源的转座子。除了保守的基因以外,我们还发现了几个AA基因组特有的基因,这些基因可能是通过一种从头合成的方式形成的。此外,我们还观察到了较大规模的基因组序列重排:在MOC1区域有两个包含3个基因的片段分别插入了O.coarctata(KK)和O.sativa中；在Adh1区域内,O.australiensis发生了一个350 kb的倒位,O.granulata有一个219 kb的缺失,其机制尚不清楚。在MOC1基因上下游,我们发现了很长的保守非编码序列；分析表明这些序列承受着强烈的负选择压力。另外,通过对不同稻种中同源基因替代数的估算,稻属产生于大约1400万年前,异源四倍体种O.minuta和O.alta是最近两百万年以内形成的。在异源四倍体中,重复基因假基因化的现象非常普遍,通常是通过大片段的缺失、移码突变或者无义突变而形成。
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