禾谷类microRNA基因古基因组进化研究

来源 :第三届全国小麦基因组学及分子育种大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ooo2005net
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  绝大部分禾谷类基因组都经历过一次以上的全基因组加倍(WGD,Whole genome duplication),然后由古四倍体再演化成现代的二倍体。与双子叶物种相比,现代禾谷类物种在基因组结构上保留了较好的共线性。我们通过对22个在水稻、短柄草、高粱和玉米中相对比较保守的miRNA家族的全基因组共线性和古复制关系分析发现: (1)约有50%的miRNA基因分布在了共线性区域内,在亚基因组优势效应的作用下偏好性的分布在古染色体复制对上;(2)从基因平衡角度来看,miRNA是剂量效应敏感的基因。这表现在有45%的miRNA家族被过保留下来,且与靶基因是共保留的,说明miRNA与靶基因均处于调控网络中的重要位置;(3)非过保留miRNA基因家族容易进行局部扩增如通过转座等,而这些转座复制的miRNA具有基因回流现象,倾向于分布在二倍化敏感的染色体上; (4)过保留和非过保留miRNA家族的靶基因在功能上有所差异,即非过保留miRNA家族的靶基因则主要集中在生物调节等基本生物学过程,而过保留miRNA家族的靶基因在应答胁迫方面富集,从而提高植物的适应性。我们通过miRNA在禾谷类中的共线性分析发现基因组四倍化后的miRNA基因遵循剂量效应引导的基因组优势效应,并通过偏好性扩增与丢失共同维持二倍化后基因调控网络的稳定性,我们的结果为基因平衡假说提供了新的证据。
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