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昆明植物所在甘蓝WRKY基因家族研究中取得新进展

2014.12.26

　　甘蓝（Brassica oleracea）是十字花科芸苔属植物，其作为人类广泛食用的蔬菜而具有重要的经济价值。甘蓝种内形态差异巨大，有着众多的品种或变种，如花椰菜（菜花）、结球甘蓝（卷心菜或包菜）、芥蓝、西兰花和苤蓝等。然而，甘蓝抗病抗虫能力不强，极易受到病菌的感染或昆虫蚕食，制约着甘蓝绿色栽培的产业化发展。WRKY 基因家族是植物前十大蛋白质家族之一，大量研究表明，WRKY 基因家族的许多成员参与调控植物的生长发育、形态建成与抗病虫等。因此，在全基因组水平上研究甘蓝的 WRKY 基因家族具有重要的生物学意义。

　　在中国科学院“百人计划”、云南省高端人才项目、云南省海外高层次引进计划和国家自然科学基金等联合支持下，中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库植物种质资源与基因组学中心高立志课题组对结球甘蓝 WRKY 基因家族进行了研究。通过对其基因组与转录组的比较分析，鉴定出了148个 WRKY 基因，其中包括37个新 WRKY 基因；系统发育和共线性分析均表明甘蓝与拟南芥的 WRKY 基因家族起源于共同祖先，甘蓝和白菜的共同祖先与拟南芥分化后发生的全基因组三倍化（WGT）事件，使得 WRKY 基因家族在甘蓝和白菜中得以快速扩张。WGT 导致的 WRKY 重复基因丢失率约为 32%，而在基因组水平重复基因的丢失率约为 60%；表达谱数据显示大量的 WRKY 重复基因发生了表达分化。上述结果说明，WRKY 基因家族在甘蓝中偏好性地保留并分化出了新的功能，增加了 WRKY 基因家族的多样化，扩张后的 WRKY 基因家族有助于甘蓝形成丰富的多样性与生态适应。该研究促进了对甘蓝 WRKY 基因家族成员的组成、基因组分布、进化、基因表达等方面的认识，为将来进一步开展 WRKY 基因家族功能研究与分子育种利用奠定了重要基础。

　　上述研究结果以Genome-wide identification and comparative expression analysis reveal a rapid expansion and functional divergence of duplicated genes in the WRKY gene family of cabbage, Brassica oleracea var. capitata 为题在线发表在 GENE 上。

基因甘蓝

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昆明植物所在甘蓝WRKY基因家族研究中取得新进展

周锦帆