
CGM第417期:禾本科基因组进化
禾本科基因组经历了怎样的多倍化与进化?报告综述禾本科基因组进化研究的主要线索。

张太奎
美国宾夕法尼亚州立大学
美国宾夕法尼亚州立大学博士后。长期从事比较与进化基因组学,尤其是基因组多倍化研究。主要成果发表在Nature Communications、Molecular Biology and Evolution、Plant Biotechnology Journal、Journal of Integrative Plant Biology、Bioinformatics等。
禾本科植物是被子植物第五大科,包括水稻、玉米、小麦等主粮作物,物种多样性丰富。全基因组加倍是促进物种分化的重要驱动力,禾本科已基因组测序物种共享一次全基因组加倍事件,但是这次加倍如何影响禾本科物种分化并不清楚。利用禾本科基因组和转录组开展大规模基因重复研究,发现禾本科内全基因组加倍事件多定位到物种数量偏多的亚科或属,暗示全基因组加倍事件促进禾本科物种分化。新提出木本竹子祖先共同经历一次全基因组加倍,以及稻属四倍体野生稻基因组的二倍体亲本系对其适应海水反复淹没的进化模型。禾本科祖先加倍后在不同亚科保留与丢失的单拷贝和双拷贝基因差异大,特别是双拷贝基因在水稻、玉米、小麦、毛竹等不同亚科代表类群中有不同的丢失和扩张模式,影响到与形态和适应性相关的功能基因。
参考文献
- Zhang Taikui, Huang Weichen, Zhang Lin, Li De-Zhu, Qi Ji, Ma Hong. Phylogenomic profiles of whole-genome duplications in Poaceae and landscape of differential duplicate retention and losses among major Poaceae lineages. Nature Communications. 2024;15(1):3305. DOI: 10.1038/s41467-024-47428-9
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