全基因組鑒定甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族.pdf

1、異源四倍體甘藍(lán)型油菜(Brassica napus L.，AACC，4n=38)，由白菜(B.rapa，AA，2n=20)與甘藍(lán)(B.oleracea，CC，2n=18)經(jīng)天然雜交形成，是異源多倍體多倍化進(jìn)程研究的模式植物。其不僅經(jīng)歷了古老的γ、β和α全基因組多倍化事件，還在這些多倍化事件的基礎(chǔ)上又經(jīng)歷了一次蕓薹屬特有的全基因組三倍化事件(Bra-αWGT event)。
　　GRAS基因家族是一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)

2、育具有重要的作用，例如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗病和抗逆等多種生物過(guò)程。然而全基因組多倍化事件與異源多倍化對(duì)GRAS基因家族的特征、功能等因素所造成的影響并不清楚，進(jìn)而限制了該基因家族在分子改良育種上的應(yīng)用。本研究中，我們?cè)谕瓿筛仕{(lán)型油菜GRAS基因家族鑒定與綜合分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的分析了全基因組多倍化事件和異源多倍化對(duì)甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族的影響。主要結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)已公布的基因組序列進(jìn)行分析與修訂，在甘藍(lán)型油菜中鑒定出96個(gè)

3、GRAS基因，可分為不同的13個(gè)亞家族與17個(gè)OG(orthologous groups)。與其他物種比較，甘藍(lán)型油菜在在進(jìn)化中丟失了4個(gè)亞家族、12個(gè)OG中的成員。PAT、LISCL等亞家族在全基因組三倍化事件、異源多倍化后得到了明顯的擴(kuò)張，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)LS、SCR、NSP1等亞家族在數(shù)量上趨向于保守。
　　(2)通過(guò)基因結(jié)構(gòu)、蛋白保守模序分析，甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族的各個(gè)成員在基因結(jié)構(gòu)上都比較保守，每個(gè)亞家族內(nèi)各個(gè)成員的基因

4、結(jié)構(gòu)都高度相似，但是亞家族之間的基因結(jié)構(gòu)經(jīng)比較分析后卻發(fā)現(xiàn)有一定的分化。異源多倍化后，一些甘藍(lán)型油菜GRAS基因相對(duì)于其祖先種中的同源基因會(huì)產(chǎn)生新的內(nèi)含子，但大多數(shù)GRAS基因結(jié)構(gòu)依舊保留單外顯子或只含有1個(gè)內(nèi)含子。
　　(3)異源多倍化后，大多數(shù)甘藍(lán)型油菜GRAS基因的染色體定位都與其祖先種同源基因高度相似，可利用該特點(diǎn)推測(cè)基因組注釋文件中未精準(zhǔn)確定的GRAS染色體定位。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)有2個(gè)白菜GRAS基因的同源基因定位于甘藍(lán)型油菜