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第一个植物重复基因数据库揭示了多样性的神秘面纱

科技日报(记者张伟,通讯员徐天英)为什么植物在数百万年的演变中变得丰富多彩?一个重要因素是植物复制自己的基因以实现物种分化和多样性。南京农业大学张少玲教授通过鉴定梨等141个植物基因组中不同类型的重复基因建立了世界上第一个植物重复基因数据库,揭示了重复基因进化的普遍规律。这项成就最近在一个着名的学术期刊《基因组生物学》在线发表。

以前的研究发现,一些植物具有复制自身基因的功能。在基因复制后,植物不仅能抵抗复杂多变的环境,还能增加进化变异的机会。

近年来,越来越多的植物基因组被破译。已完成200多种植物用于全基因组测序。然而,对于鉴定不同类型的植物重复基因仍然缺乏广泛的适用性。基于对梨基因组中重复基因的系统鉴定,该团队开发了一种普遍适用的生物信息学方法,用于鉴定不同植物基因组中的重复基因。

他们的深入分析发现,在植物的长期进化中,基因串联复制和相邻复制始终保持高发生率,为植物提供了连续的遗传变异来源,以适应复杂多变的外部环境。此外,在基因组倍增发生后的相对短的时间内,在重复的基因之间发生高频基因置换,并且随着时间的推移,在重复的基因之间发生广泛的时空表达分化。

此外,该团队通过大规模收集和整合国内外植物基因组数据资源,建立了世界上第一个植物重复基因数据库。目前,已包括已完成基因组测序的141株植物,并将扩展到所有植物相关类别。该数据库将为重复基因的进化机制的深入研究提供有价值的数据资源。