大黃屬CHS類基因的基因重復及適應性進化.pdf

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

2、方法，在16個大黃屬物種以及8個相關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構關系，而是屬內(nèi)物種聚在一起，來自于同一個祖先分支的兩個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、獨立的基因重復事件；來自兩種大黃(苞葉大黃和塔黃)基因組DNA的Gel bloting結果進一步證實了大黃屬CHS-li

3、ke發(fā)生了一次基因重復事件，基因組中CHS重復基因至少有2個拷貝。
　　 (2)大黃屬兩個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，重復基因CHSB有更高的非同義替換率，表明兩者在進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分析結果也進一步表明兩個分支之間差異顯著。這些結果表明，大黃屬B分支在經(jīng)過基因重復后，非同義替代率顯著增加，受到的選擇壓力顯