首個(gè)植物重復(fù)基因數(shù)據(jù)庫(kù)揭示多樣性?shī)W秘

科技日?qǐng)?bào)訊 (記者張曄通訊員許天穎)在千百萬(wàn)年的進(jìn)化中，植物為何變得多姿多彩？一個(gè)重要因素就是植物會(huì)復(fù)制自己基因，實(shí)現(xiàn)物種分化和多樣性。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張紹鈴教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)鑒定梨等141種植物基因組中不同類(lèi)型重復(fù)基因，構(gòu)建了世界首個(gè)植物重復(fù)基因數(shù)據(jù)庫(kù)，揭示了重復(fù)基因進(jìn)化的普遍規(guī)律。該成果近日在線發(fā)表于著名學(xué)術(shù)期刊《基因組生物學(xué)》。

以往的研究發(fā)現(xiàn)，有的植物有復(fù)制自己基因的功能。基因復(fù)制后，植物不僅能抵御外界復(fù)雜多變的環(huán)境，還能增加進(jìn)化變異的機(jī)會(huì)。

近年來(lái)，越來(lái)越多的植物基因組被破譯。目前已經(jīng)完成全基因組測(cè)序的植物超過(guò)200種。但是，仍缺乏一個(gè)具有廣泛適用性的鑒定不同種類(lèi)植物重復(fù)基因的方法。該團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)鑒定梨基因組中重復(fù)基因的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有普遍適用性的生物信息學(xué)方法，用于鑒定不同種類(lèi)植物基因組中的重復(fù)基因。

他們深入分析發(fā)現(xiàn)，在植物漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，基因串聯(lián)復(fù)制和鄰近復(fù)制始終保持較高的發(fā)生頻率，為植物適應(yīng)復(fù)雜多變的外界環(huán)境提供了源源不斷的遺傳變異材料。并且，基因組加倍發(fā)生后的較短時(shí)間內(nèi)，重復(fù)基因之間發(fā)生高頻率的基因置換，隨著時(shí)間的推移，重復(fù)基因之間會(huì)發(fā)生廣泛的時(shí)空表達(dá)分化。

此外，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)大規(guī)模收集整合國(guó)內(nèi)外植物基因組數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建了世界首個(gè)植物重復(fù)基因數(shù)據(jù)庫(kù)，目前已收錄141種完成基因組測(cè)序的植物，并將拓展為植物相關(guān)的所有類(lèi)別。該數(shù)據(jù)庫(kù)將為深入研究重復(fù)基因的進(jìn)化機(jī)制提供寶貴的數(shù)據(jù)資源。