大黃屬CHS類基因的基因重復(fù)及適應(yīng)性進(jìn)化.pdf

1、基因重復(fù)為植物應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫機(jī)制的更新進(jìn)化提供了豐富的遺傳原材料，是植物進(jìn)化的根本動(dòng)力。植物通過基因重復(fù)，以及重復(fù)拷貝之間的表達(dá)分化，不儀為植物分化產(chǎn)生重要的生物功能，也為植物產(chǎn)生高度分化的適應(yīng)性性狀提供分子遺傳基礎(chǔ)。本研究選擇經(jīng)過快速輻射進(jìn)化成種的典型代表、主要分布在青藏高原的大黃屬物種作為研究對(duì)象，研究該類群中抗逆相關(guān)基因-類黃酮代謝途徑的關(guān)鍵酶-查爾酮合成酶編碼基因CHS類基因的進(jìn)化式樣。主要結(jié)果如下：
　　 (1)使用克隆

2、方法，在16個(gè)大黃屬物種以及8個(gè)相關(guān)屬物種中克隆獲得了36條CHS類基因序列。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，大黃屬及其它屬形成了明顯的屬特異性分支；大黃屬類群沒有形成種特異性的結(jié)構(gòu)關(guān)系，而是屬內(nèi)物種聚在一起，來自于同一個(gè)祖先分支的兩個(gè)拷貝分別聚類為明顯的兩大分支，分別為A分支和B分支，表明大黃屬類群在其物種起源后，發(fā)生了一次快速、獨(dú)立的基因重復(fù)事件；來自兩種大黃(苞葉大黃和塔黃)基因組DNA的Gel bloting結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了大黃屬CHS-li

3、ke發(fā)生了一次基因重復(fù)事件，基因組中CHS重復(fù)基因至少有2個(gè)拷貝。
　　 (2)大黃屬兩個(gè)CHS基因拷貝CHSA和CHSB的同義替代率沒有顯著差別，而非同義替換率差異顯著，重復(fù)基因CHSB有更高的非同義替換率，表明兩者在進(jìn)化選擇上受到的約束明顯不同；CHSB分支的ω是CHSA分支的3倍，likelihood分析結(jié)果也進(jìn)一步表明兩個(gè)分支之間差異顯著。這些結(jié)果表明，大黃屬B分支在經(jīng)過基因重復(fù)后，非同義替代率顯著增加，受到的選擇壓力顯