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昆明植物所在新基因研究方面取得新进展

文章来源:中国西南野生生物种质资源库  |  发布时间:2022-06-16  |  作者:周艳丽  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  新基因是生物表型进化和物种形成的动力和源泉。由两个或两个以上基因形成的融合基因,不仅可以绕过漫长而又低效的位点突变带来的有害步骤,又可以通过序列重排而将远源相关或者不相关的功能结构域进行组合,极易产生新的结构特征和新的功能,从而助推物种的适应性演化。 

  基于此,中国科学院昆明植物研究所章成君专题攻关组自主开发了基于系统发育框架的动态鉴定融合新基因流程GriffinDetectorhttp://bioinfor.kib.ac.cn/?q=node/10该研究利用稻属多个基因组数据,在最年轻的分支上选取了4个目标物种,共鉴定到310个融合基因,其中粳稻Oryza Sativa L. v.g.japonica、籼稻O. Sativa L. v.g.indica、非洲栽培稻O. glaberrima和短舌野生稻O. barthii分别含有80,62,67和43个种特异的基因通过SNP calling分析,发现这些物种特异基因在群体中的固定频率分别为31.8%15.4%, 21.5%93.3%,他们可能对于物种的适应性演化至关重要。进一步以粳稻为例分析发现约1/3的融合新基因与其母基因有相似的表达模式,约1/3的融合新基因具有分化的新表达模式。CRISPR/Cas9敲除实验表明无论表达模式分化与否,融合基因都能介导表型效应从而影响物种的适应性。该项研究结果,有望在大数据时代对融合基因的研究奠定方法和理论基础。 

  研究结果以Gene fusion as an important mechanism to generate new genes in the genus Oryza为题发表在国际生物学知名期刊Genome Biology上。中国科学院昆明植物研究所周艳丽博士为论文第一作者,章成君研究员、芝加哥大学龙漫远教授和阿卜杜拉国王科技大学Rod Wing教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金 (No. 31571311和No. 32000180)、美国国家科学基金会( NSF1026200和NSF1051826) 和中国科学院青年促进会(No. 2021394)等项目经费的支持。

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(责任编辑:李雪)

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