遺傳發育所等發現植物重復基因對的進化規律和機制

　　全基因組重復事件是生物界中的一個普遍現象，目前在很多物種中都有報道。重復基因對的功能分化是植物產生新基因的來源，為植物基因組進化注入新的動力，但是目前重復基因對的進化規律和機制并不是十分清晰。

　　為了研究重復基因對的進化機制，中國科學院遺傳與發育生物學研究所田志喜課題組與美國普渡大學教授馬漸新以及中山大學教授唐恬合作，對大豆和擬南芥中PEBP（磷酰酯乙醇胺結合蛋白）家族的30個成員進行了系統性研究。該研究首先對大豆和擬南芥中PEBP家族成員的進化歷程進行了分析，發現該家族成員在進化過程中既經歷了全基因組重復同時也經歷了串聯重復事件；轉基因和生化實驗的結果表明大豆和擬南芥中大部分PEBP家族成員在進化過程中都保持了各自亞家族的功能和相似的作用機制，其中也有個別成員在功能上發生了比較顯著的分化。通過對蛋白序列和轉基因植株表型的系統關聯分析，該研究鑒定出了一系列PEBP家族在進化中保守的或導致功能分化的關鍵氨基酸位點，推測這些位點在PEBP不同亞家族和亞組間的分化過程中發揮了關鍵的作用；利用定點突變和轉基因的方法，該研究對其中一個與開花密切相關的位點進行了驗證。同時，研究還發現，基因表達模式的變化也是導致功能分化另外一個重要因素。該研究對于進一步了解PEBP家族的功能和重復基因的分化機制具有非常重要的意義。

　　研究結果于2月6日在線發表于Plant Cell 雜志（DOI:10.1105/tpc.114.135103）。田志喜課題組助理研究員王正、周正奎和馬漸新實驗室劉云峰為該論文的共同第一作者，研究得到了自然科學基金委和植物染色體與細胞工程重點實驗室的大力資助。