【摘 要】
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随着全球环境恶化的加剧，干旱、盐渍、低温等非生物胁迫对植物的生长造成了严重的影响。研究表明，HD-Zip I是同源异型-亮氨酸拉链(HD-Zip)中属于亚族I的一类较为保守的转录因子
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随着全球环境恶化的加剧，干旱、盐渍、低温等非生物胁迫对植物的生长造成了严重的影响。研究表明，HD-Zip I是同源异型-亮氨酸拉链(HD-Zip)中属于亚族I的一类较为保守的转录因子，参与了植物对各种生物和非生物胁迫因子的应答反应、激素和光信号应答以及器官发育调控等过程。本研究在全基因组水平上，对已测序的禾本科植物短柄草、水稻、高粱和玉米中的HD-Zip I基因进行鉴定。从内含子/外显子分布、结构域和基序、系统发育分析、物种内和物种间的微共线性(microsynteny)、环境选择压力等方面探究了禾本科植物HD-Zip I基因家族的起源与进化、基因复制与丢失。获得如下主要结果： 1、利用公布的基因组和转录组数据库，根据HD-Zip I蛋白保守的结构域，在禾本科植物短柄草、水稻、高粱和玉米基因组中分别鉴定出11、14、13和19个HD-Zip I基因。 2、通过系统进化分析发现，来自4个禾本科植物基因组的57个禾本科HD-Zip I基因可以被清晰的划分为5个亚分枝。 3、分别对四个物种内基因组区段上基因微共线性进行分析，结果表明14个包含HD-Zip I基因的水稻染色体区段中有12个区段形成了两个，三个或四个为一组的旁系同源区段组，在水稻中超过85％的HD-Zip I基因组区段是由全基因组复制产生的，而在短柄草、高粱和玉米中只发现了少数具有旁系同源关系的HD-Zip I基因区段。 4、物种间基因组区段上基因微共线性分析发现，短柄草、水稻、高粱和玉米基因组中的包含HD-Zip I基因的复制区段具有广泛的共线性，形成了17组直系同源区段。选择压力分析表明，在禾本科HD-Zip I基因的进化历程中，纯化选择起主导作用，但在个别基因的部分编码区域存在着较强的正向选择，可能促进其功能的分化。 本研究通过比较基因组学的方法阐明了水稻HD-Zip I基因组家族的进化与全基因组复制事件相偶联，HD-Zip I基因组区段在物种间存在广泛的微共线性。这些结果为全基因组水平上掲示HD-Zip I基因家族的分子进化，鉴定重要的逆境响应功能基因提供了重要依据。
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