異源四倍體甘藍(lán)型油菜(Brassica napus L.,AACC,4n=38),由白菜(B.rapa,AA,2n=20)與甘藍(lán)(B.oleracea,AA,2n=18)經(jīng)天然雜交形成,是異源多倍體多倍化進程研究的模式植物。其不僅經(jīng)歷了古老的γ、β和α全基因組多倍化事件,還在這些多倍化事件的基礎(chǔ)上又經(jīng)歷了一次蕓薹屬特有的全基因組三倍化事件(Bra-αWGT event)。GRAS基因家族是一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子,對植物生長發(fā)育具有重要的作用,例如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗病和抗逆等多種生物過程。然而全基因組多倍化事件與異源多倍化對GRAS基因家族的特征、功能等因素所造成的影響并不清楚,進而限制了該基因家族在分子改良育種上的應(yīng)用。本研究中,我們在完成甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族鑒定與綜合分析的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的分析了全基因組多倍化事件和異源多倍化對甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族的影響。主要結(jié)果如下:(1)通過對已公布的基因組序列進行分析與修訂,在甘藍(lán)型油菜中鑒定出96個GRAS基因,可分為不同的13個亞家族與17個OG(orthologous groups)。與其他物種比較,甘藍(lán)型油菜在在進化中丟失了4個亞家族、12個OG中的成員。PAT、LISCL等亞家族在全基因組三倍化事件、異源多倍化后得到了明顯的擴張,同時也發(fā)現(xiàn)LS、SCR、NSP1等亞家族在數(shù)量上趨向于保守。(2)通過基因結(jié)構(gòu)、蛋白保守模序分析,甘藍(lán)型油菜GRAS基因家族的各個成員在基因結(jié)構(gòu)上都比較保守,每個亞家族內(nèi)各個成員的基因結(jié)構(gòu)都高度相似,但是亞家族之間的基因結(jié)構(gòu)經(jīng)比較分析后卻發(fā)現(xiàn)有一定的分化。異源多倍化后,一些甘藍(lán)型油菜GRAS基因相對于其祖先種中的同源基因會產(chǎn)生新的內(nèi)含子,但大多數(shù)GRAS基因結(jié)構(gòu)依舊保留單外顯子或只含有1個內(nèi)含子。(3)異源多倍化后,大多數(shù)甘藍(lán)型油菜GRAS基因的染色體定位都與其祖先種同源基因高度相似,可利用該特點推測基因組注釋文件中未精準(zhǔn)確定的GRAS染色體定位。同時也發(fā)現(xiàn)有2個白菜GRAS基因的同源基因定位于甘藍(lán)型油菜C_n亞基因組中,這可能是由染色體易位造成的。(4)經(jīng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析,甘藍(lán)型油菜GRAS基因廣泛參與各類器官、組織的生長與發(fā)育過程,但是一些基因在甘藍(lán)型油菜與其祖先種之間的組織特異性表達有所區(qū)別。GRAS基因受生物脅迫與非生物脅迫的誘導(dǎo)可出現(xiàn)上調(diào)表達。(5)甘藍(lán)型油菜GRAS基因在進化中受純化選擇作用,并沒有出現(xiàn)基因的新功能化,大多數(shù)GRAS基因在進化上非常保守。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q943.2;S565.4
【部分圖文】：

GRAS蛋白結(jié)構(gòu)域示意圖(引自C.Bolle,2004)

無油樟、葡萄、可可、番木瓜樹、擬南芥、薺菜、條葉藍(lán)芥、白菜、甘藍(lán)與甘藍(lán)型油菜GRAS蛋白的系統(tǒng)進化樹

甘藍(lán)型油菜GRAS基因在不同組織中的表達特征
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 Lianjun Sun;Xiaojiao Li;Yongcai Fu;Zuofeng Zhu;Lubin Tan;Fengxia Liu;Xianyou Sun;Xuewen Sun;Chuanqing Sun;;GS6, A Member of the GRAS Gene Family,Negatively Regulates Grain Size in Rice[J];Journal of Integrative Plant Biology;2013年10期

本文編號：2845590