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武汉植物园在植物适应水生环境基因分化研究中取得进展

生物技术 时间:2019-12-13 07:18:12 作者:莫敖坤
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武汉植物园在植物适应水生环境基因分化研究中取得进展


三个物种之间受正选择压力的基因列表(红色数字,如‘bun 9’指R. bungei-R. cantoniensis与R. bungei-R. brotherusii之间,共有9个来自于R. bungei的基因受到了正选择压力)

水生环境与陆生环境有巨大的差异,大部分陆生植物不能在水生环境完成正常的生长、繁殖,对其而言,适应水生环境是巨大的挑战。探讨植物适应水生环境的机制一直是植物学领域的研究热点之一。

  

毛茛属起源于约1800万年前,是植物界既有陆生又有典型沉水种类的最年轻类群之一,是研究植物适应水生环境的理想材料。在中国科学院武汉植物园水生植物适应性进化学科组研究员王青锋的指导下,陈凌云等人以该属水生植物Ranunculus bungei,陆生植物R. sceleratus、R. brotherusii为材料,利用高通量测序平台进行了转录组测序。通过Bidirectional Best Hit和OrthoMCL两种方法筛选三个物种之间共有的直系同源基因,利用Approximate method和Maximum likelihood进行了选择压力分析,并对三个物种间的部分相关基因进行了统计和系统进化分析以及功能预测。研究结果表明,R. bungei在适应水生环境的过程中,有14个基因受到了正选择压力。这些基因与植物液泡蛋白的形成、调解植物水分运输过程以及细胞骨架建成等相关,可能参与植物早期进入水生环境的形态建成。该研究为揭示植物适应水生环境的分子机理提供了重要线索,对于发掘提高农作物抗涝能力的基因具有指导意义。

  

该研究得到了中国科学院先导专项 (XDAO5090305)和国家自然科学基金(31300182)的资助。研究结果在线发表于Scientific Reports。

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