水稻抗逆相關基因的分子進化分析

宋曉軍，謝凱斌，張艷萍，金萍

1. 青島農業大學生命科學學院，山東省高校植物生物技術重點實驗室，青島 266109；

2. 南京師范大學生命科學學院，比較基因組學與生物信息學實驗室，南京 210023；

3. 南京師范大學教師教育學院，南京 210023

水稻抗逆相關基因的分子進化分析

宋曉軍1,2，謝凱斌3，張艷萍1，金萍2

1. 青島農業大學生命科學學院，山東省高校植物生物技術重點實驗室，青島 266109；

2. 南京師范大學生命科學學院，比較基因組學與生物信息學實驗室，南京 210023；

3. 南京師范大學教師教育學院，南京 210023

植物在進化過程中為了適應外界環境，已經具有一套完整的抵抗外界特殊環境的調控系統。但是，關于水稻抗逆相關基因的分子進化方面的研究還未見報道。文章通過Plant Tolerance Gene Database數據庫，獲得22個水稻抗逆相關基因。利用比較基因組學和生物信息學方法對水稻抗逆相關基因的進化動態進行研究，結果表明水稻抗逆相關基因在低等植物中比較保守；隨著植物的不斷進化和生存環境的改變，其基因數量也隨之增加。具有相似抗性功能的基因往往具有相似的基因結構和基序(motif)結構。文章還發現4個保守motif 的存在：HRDXK、DXXSXG、LLPR和GXGXXG(X代表任意氨基酸)。在GSK1、RAN2抗逆基因中發現了3個特有的motif結構：GSK1特有的P-rich motif，RAN2特有的G-rich motif和E-rich motif。推測這些保守的motif結構與基因的抗逆功能密切相關。進化速率分析結果表明，盡管植物抗逆性相關基因在進化過程中受到較強的純化選擇作用，但是仍然有50%的抗逆性相關基因存在正選擇位點。這些正選擇位點的存在有可能為基因適應外界環境變化提供了重要的物質基礎。……