禾本科HD-Zip I轉(zhuǎn)錄因子基因家族的分子進(jìn)化研究.pdf

1、隨著全球環(huán)境惡化的加劇，干旱、鹽漬、低溫等非生物脅迫對(duì)植物的生長造成了嚴(yán)重的影響。研究表明，HD-Zip I是同源異型-亮氨酸拉鏈(HD-Zip)中屬于亞族I的一類較為保守的轉(zhuǎn)錄因子，參與了植物對(duì)各種生物和非生物脅迫因子的應(yīng)答反應(yīng)、激素和光信號(hào)應(yīng)答以及器官發(fā)育調(diào)控等過程。本研究在全基因組水平上，對(duì)已測序的禾本科植物短柄草、水稻、高粱和玉米中的HD-Zip I基因進(jìn)行鑒定。從內(nèi)含子/外顯子分布、結(jié)構(gòu)域和基序、系統(tǒng)發(fā)育分析、物種內(nèi)和物種間的

2、微共線性(microsynteny)、環(huán)境選擇壓力等方面探究了禾本科植物HD-Zip I基因家族的起源與進(jìn)化、基因復(fù)制與丟失。獲得如下主要結(jié)果：
　　1、利用公布的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，根據(jù)HD-Zip I蛋白保守的結(jié)構(gòu)域，在禾本科植物短柄草、水稻、高粱和玉米基因組中分別鑒定出11、14、13和19個(gè)HD-Zip I基因。
　　2、通過系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，來自4個(gè)禾本科植物基因組的57個(gè)禾本科HD-Zip I基因可以被清晰的劃

3、分為5個(gè)亞分枝。
　　3、分別對(duì)四個(gè)物種內(nèi)基因組區(qū)段上基因微共線性進(jìn)行分析，結(jié)果表明14個(gè)包含HD-Zip I基因的水稻染色體區(qū)段中有12個(gè)區(qū)段形成了兩個(gè)，三個(gè)或四個(gè)為一組的旁系同源區(qū)段組，在水稻中超過85％的HD-Zip I基因組區(qū)段是由全基因組復(fù)制產(chǎn)生的，而在短柄草、高粱和玉米中只發(fā)現(xiàn)了少數(shù)具有旁系同源關(guān)系的HD-Zip I基因區(qū)段。
　　4、物種間基因組區(qū)段上基因微共線性分析發(fā)現(xiàn)，短柄草、水稻、高粱和玉米基因組中的包含

4、HD-Zip I基因的復(fù)制區(qū)段具有廣泛的共線性，形成了17組直系同源區(qū)段。選擇壓力分析表明，在禾本科HD-Zip I基因的進(jìn)化歷程中，純化選擇起主導(dǎo)作用，但在個(gè)別基因的部分編碼區(qū)域存在著較強(qiáng)的正向選擇，可能促進(jìn)其功能的分化。
　　本研究通過比較基因組學(xué)的方法闡明了水稻HD-Zip I基因組家族的進(jìn)化與全基因組復(fù)制事件相偶聯(lián)，HD-Zip I基因組區(qū)段在物種間存在廣泛的微共線性。這些結(jié)果為全基因組水平上掲示HD-Zip I基因家族的