首個植物重復基因數據庫揭示多樣性奧秘

科技日報訊 (記者張曄 通訊員許天穎)在千百萬年的進化中，植物為何變得多姿多彩？一個重要因素就是植物會復制自己基因，實現物種分化和多樣性。南京農業大學張紹鈴教授團隊通過鑒定梨等141種植物基因組中不同類型重復基因，構建了世界首個植物重復基因數據庫，揭示了重復基因進化的普遍規律。該成果近日在線發表于著名學術期刊《基因組生物學》。

以往的研究發現，有的植物有復制自己基因的功能。基因復制后，植物不僅能抵御外界復雜多變的環境，還能增加進化變異的機會。

近年來，越來越多的植物基因組被破譯。目前已經完成全基因組測序的植物超過200種。但是，仍缺乏一個具有廣泛適用性的鑒定不同種類植物重復基因的方法。該團隊在系統鑒定梨基因組中重復基因的基礎上，開發了一個具有普遍適用性的生物信息學方法，用于鑒定不同種類植物基因組中的重復基因。

他們深入分析發現，在植物漫長的進化過程中，基因串聯復制和鄰近復制始終保持較高的發生頻率，為植物適應復雜多變的外界環境提供了源源不斷的遺傳變異材料。并且，基因組加倍發生后的較短時間內，重復基因之間發生高頻率的基因置換，隨著時間的推移，重復基因之間會發生廣泛的時空表達分化。

此外，該團隊通過大規模收集整合國內外植物基因組數據資源，構建了世界首個植物重復基因數據庫，目前已收錄141種完成基因組測序的植物，并將拓展為植物相關的所有類別。該數據庫將為深入研究重復基因的進化機制提供寶貴的數據資源。