小麦高分子量麦谷蛋白亚基（HMWGS）基因和杉科查尔酮合酶（CHS）基因的进化探究.pdf

复旦大学
硕士学位论文
小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因和杉科查尔酮合酶
(CHS)基因的进化研究
姓名:李婷
申请学位级别:硕士
专业:生态学
指导教师:张文驹;陈家宽

摘要关键词狦狦虻’端序列代替其全基因序列来进行进化分析。//家族的进化进行了分析,—基因由基因重复产生,其编码的高分子量麦谷蛋白是小麦种子中的主要贮藏蛋白之一。在校没蛭挥诘谝煌醋;喝色体长臂上的基因位点内,每一基因位点内包含两个拷贝,—。由于狦虮嗦肭ザ际侵馗辞萌ɑ序列来进行同源比较很可能会导致分析结果的不准确,的实验表明可以用本实验通过⒖寺〉玫搅个种共个瓽’端序列,⒉皇前随着杂交和多倍化的过程而产生的,而是在二倍体中就已经出现。同时该片断在序列上相当一致,对不同拷贝的相对速率检测没有发现显著性差异,杂交和多倍化并没有明显改变珿’端序列的进化。另外,根据我们的计算,我们认为小麦起源的时间大概在.×’年前,平均值为昵埃珹÷,蚴且桓龆嗷蚣易澹诮斜冉媳J兀浔泶锸芑肪澈头⒂调控。目前章嫉喔鯟基因全序列,主要集中在被子植物,裸子植物仅有欧洲赤松桓鲂蛄校月阕又参锏腃基因的研究还有待展开。少嗡我们对杉科所有属芤渡际及柏科中的舻腃基因外显子行了初步研究,每属得到了一个序列,根据所得个序列构建的系统树和等通过、以及等基因序列构建的杉科及柏科的系统发育树有很大的不同,这很可能是因为我们得到的序列分属不同的拷贝所致,这一结果表明用蜃魑7肿颖昙抢囱芯可伎频慕遣磺〉钡模珻基因在杉科中的进化还有待进一步的研究。基因进化小麦杉科
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日舀重复ǖジ龌虻闹馗矗旧迤系闹馗矗酥琳龌因组的重复,一直被认为是生物进化的主要动力之一,;。基因家族词怯勺嫦然蚓馗匆环只K孀胖诙嗷蜃橄钅康目焖俜⒄梗嗣欠⑾稚锾逯械拇多数基因都隶属于某个基因家族,基因家族的进化在生物进化中具有十分重要的意义。基因家族包含多个基因拷贝,这些多拷贝基因产生的方式通常有两种,一种是基因本身通过重复而加倍,另一种则是通过杂交以及多倍化产生。在蕨类和被子植物中,多倍化现象相当普遍,被子植物中多倍体甚至高达%籑,T咏缓投啾痘诟叩戎参锏慕衅鹆酥匾W饔谩多倍体包括同源多倍体,异源多倍体及同源异源多倍体,前者由基因组自身加倍而产生,因而所有的基因都重复一次,异源多倍体由不同的基因组杂交而后加倍而来,因而重复基因一开始就不相同。远古时代发生的基因组加倍现象由于其后的进化过程中发生事件的影响,如今已经很难辨别,只有在那些产生历史不是很长的多倍体身上,人们才能准确辨别其上发生的基因组重复事件,因而那些近期产生的多倍体成为了基因和基因组进化研究的很好的实验材料,这包括世界上重要的农作物小麦、大豆以及棉花等目前的研究表明,重复基因赡苡腥植煌慕耍第一种是基因分化,基因重复导致基因的一个拷贝从选择压力中解脱出来,从而两个拷贝发生分化,并获得新的功能籓籔,这种功能上的分化对进化有着重要作用,它可以从生理和生化角度提高物种适应性,或者使之发生形态或生理上的改变,以增强物种对环境的适应能力。;;第二种是基因沉默,基因编码区或者调控区的突变导致蛋白表达或功能产生对生物适应性有害的影响,从而重复基因中的一个拷贝丧失功能,基因重复后发生基因沉默的可能性要远远大于其获得新功能;第三种是长期共存,基因重复后长时间保持和原先相似绻皇峭耆嗤的功籋,重复基因的这一进化命运得到了许多实验的支持籆。对多倍体中的基因家族而言,重复基因除了上述三种主要的进化命运外,其进化还可能存在其他的结果,如重复基因相互作用,这包括基因转换恢滦越以。
及位点内的基因重组—等,对于这些方面的情况我们目前还不大清楚。高分子量麦谷蛋浅墒煨÷笾肿又兄饕5贮藏蛋白之一,在普通小麦中,该蛋白由第一同源转化群染色体长臂上的基因位点编码,每一基因位点内包含两个基因,一个编码分子量较高的腔.,,琗和亚基的组成和功能直接影响着小麦面粉的烘烤品质龋。高分子量麦谷蛋白亚基院蠹虺莆狦基因由基因重复产生。普通小麦是一个杂交起源的异源六倍体,含有、霾煌幕蜃椋个不同的狦颍蚨鳫—基因在进化过程中,一方面受到基因重复的影响,另一方面则受到杂交和多倍化的干扰,这使得我们对研究该基因在多倍体小麦中的进化非常感兴趣。对该基因家族的进化研究目