华中农大长江学者最新文章解析基因研究

生物学报道:华中农业大学园艺与林业学院和中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室的研究人员通过分析21种禾本科植物的R基因RP1序列,揭示了它们在长期进化过程中的进化模式和分化机制。研究结果发表在国际期刊《生物进化》上。“http://www.ebiotrade.com/newsf/2011-4/2011415172007270.htm”一文的通讯作者是华中农业大学长江学者邝韩晖教授。研究的其他参与者包括中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室和武汉植物园植物应用基因组学课题组首席科学家彭军华研究员。

病害是影响作物高产稳产的重要因素之一。植物抗病基因(简称R基因)在长期进化过程中表现出复杂的进化模式。许多研究表明植物R基因以基因家族的形式存在,通常以簇的形式排列形成复杂的结构。一种在麻痹性同源抗性基因之间经历频繁序列重组和交换的抗性基因称为型受体基因(Type I R gene),而经历很少或没有序列重组和交换麻痹性同源基因的基因为型受体基因。

在本文中,研究人员分析了21个禾本科物种中的R基因RP1序列,发现RP1基因在禾本科物种中具有复杂的遗传事件,如重复和缺失,不同物种中存在不同的拷贝数,其祖先物种中仅存在2个RP1位点,但现有物种中存在1-5个拷贝。在长期进化过程中,由于侧支同源基因的重组和交换,玉米和小麦基因组中存在许多RP1同源基因。频繁的序列交换和重组不会导致不同品种玉米RP1基因的共进化,但玉米和高粱之间存在共进化。在水稻祖先物种中,型和型受体基因可能已经分化。水稻大多数抗病功能基因家族与其麻痹性同源基因之间存在频繁的序列交换,其中Pi37有4个点突变是由2个相邻麻痹性同源基因的不对称交换引起的。该研究为R基因克隆、作用机制和植物R基因工程育种奠定了基础。

(生物学:一万行)

原文摘要:

控制禾本科不同物种rp1抗性基因家族的进化模式

植物中的抗病基因(r基因)表现出复杂的进化模式。我们研究了禾本科植物Rp1 R基因家族的进化,并对21种植物的409个Rp1片段进行了测序。我们的数据表明禾本科植物的共同祖先有两个Rp1基因座,但现存物种中Rp1基因座的数量从1个到5个不等。一些小麦和玉米基因型有几十个Rp1同源物,这与短穗短柄草的一两个拷贝形成鲜明对比。玉米中大量不同的Rp1同源物是继同源物之间广泛的序列交换之后的复制的结果,玉米中的所有基因都以型R基因的模式进化。序列交换的高频率并没有引起玉米物种的协同进化,但是玉米属和高粱属Rp1同源物之间的协同进化是明显的。稻属物种中观察到型和型Rp1同源物的分化,可能发生在它们的共同祖先中。谷维素Rp1簇中的一个成员(型R基因)与其同源物不改变序列,而其他同源物(型R基因)具有频繁的序列交换。水稻功能性Pi37抗性基因是通过两个相邻等位基因之间的不相等交叉产生的,随后是四个点突变。小麦和大麦中的Rp1同源物差异最大,根据安理会秘书长的报告,联合国安理会将继续监测联合国安理会关于伊拉克核问题的决议的执行情况。

邝韩晖,男,1967年出生于江西太和。他于1988年获得江西农业大学学士学位。他于1991年获得北京林业大学硕士学位。从1994年到1998年,他在美国佐治亚大学学习并获得博士学位。毕业后,他于1998年至2007年在以色列海法大学、加州大学戴维斯分校和加州大学伯克利分校工作。研究内容包括植物抗病基因基因组学、群体遗传学、分子进化和抗病基因克隆。邝博士首次详细讨论了植物抗病基因的不同进化速率,为抗病基因的保存、利用和快速克隆提供了理论依据。2008年,他被聘为长江学者特聘教授。现任华中农业大学园艺与林业学院蔬菜系教授兼博士生导师。

(http://www.ebiotrade.com/)