研究發(fā)現(xiàn)基因逃離著絲粒區(qū)域的進(jìn)化趨勢

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來源：遺傳發(fā)育所

2018-07-13

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所陳明生研究組，在完成短花藥野生稻全基因組測序的基礎(chǔ)上，利用BAC測序和物理圖譜等信息，完善了短花藥野生稻十二條染色體著絲粒和近著絲粒區(qū)域的序列。

著絲粒及其周邊是植物基因組中進(jìn)化最快、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的區(qū)域。著絲粒與近著絲粒區(qū)域不僅經(jīng)歷著快速的序列變化與結(jié)構(gòu)重塑，而且具有轉(zhuǎn)錄活性的基因，也是新基因起源的熱點(diǎn)區(qū)。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所陳明生研究組，在完成短花藥野生稻全基因組測序的基礎(chǔ)上，利用BAC測序和物理圖譜等信息，完善了短花藥野生稻十二條染色體著絲粒和近著絲粒區(qū)域的序列。并在此基礎(chǔ)上開展了稻屬及其禾本科植物著絲粒區(qū)域的比較基因組學(xué)研究。研究發(fā)現(xiàn)：短花藥野生稻獨(dú)立選擇與適應(yīng)了特異的著絲粒序列；近著絲粒的倒位是著絲粒位置發(fā)生移動的主要方式；短花藥野生稻第十二號著絲粒的位置移動是一個典型的著絲粒重定位現(xiàn)象，新著絲粒起源于舊著絲粒區(qū)域的一個區(qū)段性重復(fù)；著絲粒區(qū)域或周邊的基因通過基因重復(fù)后的選擇性刪除，出現(xiàn)基因逃離著絲粒環(huán)境的進(jìn)化趨勢，這種進(jìn)化動力一方面來自著絲粒區(qū)域遺傳與表觀遺傳環(huán)境對基因的不利影響，另外一方面也可能與著絲粒的擴(kuò)展有關(guān)；同時發(fā)現(xiàn)水稻近著絲粒區(qū)域在近期進(jìn)化過程中形成了大量的新基因。

這項研究成果于7月2日在線發(fā)表于The Plant Cell雜志（DOI：10.1105/tpc.18.00163）。陳明生研究組博士廖毅和張雪梅為論文的共同第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金的資助。

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