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科研進展
昆明植物所在新基因研究方面取得新進展 文章來源:中國西南野生生物種質(zhì)資源庫 | 發(fā)布時間:2022-06-16 | 作者:周艷麗 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 新基因是生物表型進化和物種形成的動力和源泉。由兩個或兩個以上基因形成的融合基因,不僅可以繞過漫長而又低效的位點突變帶來的有害步驟,又可以通過序列重排而將遠源相關(guān)或者不相關(guān)的功能結(jié)構(gòu)域進行組合,極易產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)特征和新的功能,從而助推物種的適應(yīng)性演化。 基于此,中國科學院昆明植物研究所章成君專題攻關(guān)組自主開發(fā)了基于系統(tǒng)發(fā)育框架的動態(tài)鑒定融合新基因流程GriffinDetector(http://bioinfor.kib.ac.cn/?q=node/10)。該研究利用稻屬多個基因組數(shù)據(jù),在最年輕的分支上選取了4個目標物種,共鑒定到310個融合基因,其中粳稻Oryza Sativa L. v.g.japonica、秈稻O. Sativa L. v.g.indica、非洲栽培稻O. glaberrima和短舌野生稻O. barthii分別含有80,62,67和43個種特異的基因。通過SNP calling分析,發(fā)現(xiàn)這些物種特異基因在群體中的固定頻率分別為31.8%,15.4%, 21.5%和93.3%,他們可能對于物種的適應(yīng)性演化至關(guān)重要。進一步以粳稻為例分析發(fā)現(xiàn)約1/3的融合新基因與其母基因有相似的表達模式,約1/3的融合新基因具有分化的新表達模式。CRISPR/Cas9敲除實驗表明無論表達模式分化與否,融合基因都能介導表型效應(yīng)從而影響物種的適應(yīng)性。該項研究結(jié)果,有望在大數(shù)據(jù)時代對融合基因的研究奠定方法和理論基礎(chǔ)。 研究結(jié)果以Gene fusion as an important mechanism to generate new genes in the genus Oryza為題發(fā)表在國際生物學知名期刊Genome Biology上。中國科學院昆明植物研究所周艷麗博士為論文第一作者,章成君研究員、芝加哥大學龍漫遠教授和阿卜杜拉國王科技大學Rod Wing教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金 (No. 31571311和No. 32000180)、美國國家科學基金會( NSF1026200和NSF1051826) 和中國科學院青年創(chuàng)新促進會(No. 2021394)等項目經(jīng)費的支持。
(責任編輯:李雪)
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