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章元明课题组生物固氮分子演化研究取得重要进展
发布人: 发布日期: 2013-09-06 浏览次数:
2013年9月，威尼斯论坛wnsr章元明教授课题组在豆科植物基因组演化研究中取得重要进展，相关研究论文“Comparative genomics suggests that an ancestral polyploidy event leads to enhanced root nodule
symbiosis in the Papilionoideae”在线发表在《Mol Biol Evol》 (该刊2012影响因子: 10.353)(网址：http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2013/09/04/molbev.mst152.abstract)。
蝶形花亚科是豆科植物的最大亚科，包括绝大多数栽培和模式豆科植物，分布十分广泛。与其它植物相比，其成员普遍拥有根瘤固氮这种稀有的共生固氮能力，且大部分蝶形花亚科成员的祖先在大约5800万年前经历了一次全基因组复制。业已表明：全基因组复制是植物进化的重要动力。为了探索此次全基因组复制的作用，特别是对豆科植物根瘤固氮的影响，课题组以4种蝶形花亚科植物和2种非豆科植物的20多万个基因为材料，通过比较基因组学研究方法、基因表达差异分析和GO富集分析，发现3项结果：第一，蝶形花亚科特有多倍化节点中有25.5%保留了两个分支；第二，蝶形花亚科特有多倍化复制基因与其原拷贝在基因表达水平上存在分歧；第三，保留的蝶形花亚科特有多倍化复制基因参与了根瘤共生固氮的重要生物学过程，例如共生信号(NFR1、LYK3、NFR5、SINA4、ERN2、NSP2和MtHMGR1)、结瘤(LHK1和MtRR9)、根瘤侵染(MsPG3、ROP6、nsRING、PUB1和sickle)和营养物质交换与运输(MtGS1b)。特别地，类黄酮是一种必要的信号分子，在其生物合成中至少有8种酶(CHS、CHR、F3H、FLS、F3’H、HIDH、I2’H和IOMT)在蝶形花亚科特有多倍化事件中被复制保留。作者认为，蝶形花亚科特有多倍化事件改良其根瘤共生特性，诱导了更稳定和更强的共生系统。
作物遗传育种专业硕士研究生李其刚在章元明教授指导下开展了该研究。这是该课题组2012年10月在《Mol Biol Evol》报道禾本科植物种子高淀粉含量分子演化机制后的又一个重要进展，展示了我校在基因组演化与复杂性状形成研究方面的研究水平。
symbiosis in the Papilionoideae”在线发表在《Mol Biol Evol》 (该刊2012影响因子: 10.353)(网址：http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2013/09/04/molbev.mst152.abstract)。
蝶形花亚科是豆科植物的最大亚科，包括绝大多数栽培和模式豆科植物，分布十分广泛。与其它植物相比，其成员普遍拥有根瘤固氮这种稀有的共生固氮能力，且大部分蝶形花亚科成员的祖先在大约5800万年前经历了一次全基因组复制。业已表明：全基因组复制是植物进化的重要动力。为了探索此次全基因组复制的作用，特别是对豆科植物根瘤固氮的影响，课题组以4种蝶形花亚科植物和2种非豆科植物的20多万个基因为材料，通过比较基因组学研究方法、基因表达差异分析和GO富集分析，发现3项结果：第一，蝶形花亚科特有多倍化节点中有25.5%保留了两个分支；第二，蝶形花亚科特有多倍化复制基因与其原拷贝在基因表达水平上存在分歧；第三，保留的蝶形花亚科特有多倍化复制基因参与了根瘤共生固氮的重要生物学过程，例如共生信号(NFR1、LYK3、NFR5、SINA4、ERN2、NSP2和MtHMGR1)、结瘤(LHK1和MtRR9)、根瘤侵染(MsPG3、ROP6、nsRING、PUB1和sickle)和营养物质交换与运输(MtGS1b)。特别地，类黄酮是一种必要的信号分子，在其生物合成中至少有8种酶(CHS、CHR、F3H、FLS、F3’H、HIDH、I2’H和IOMT)在蝶形花亚科特有多倍化事件中被复制保留。作者认为，蝶形花亚科特有多倍化事件改良其根瘤共生特性，诱导了更稳定和更强的共生系统。
作物遗传育种专业硕士研究生李其刚在章元明教授指导下开展了该研究。这是该课题组2012年10月在《Mol Biol Evol》报道禾本科植物种子高淀粉含量分子演化机制后的又一个重要进展，展示了我校在基因组演化与复杂性状形成研究方面的研究水平。
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