麻疯树物理图谱构建及GRAS和NAC家族分析

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遗传图谱的构建是植物遗传育种研究的重要基础。本研究根据麻疯树基因组序列,构建了基于遗传图谱的物理图谱。GRAS蛋白和NAC蛋白是植物中的转录因子家族,它们在植物的生长发育、形态建成和逆境响应等方面起着重要的作用。我们对麻疯树GRAS基因(JcGRAS)和麻疯树NAC基因(JcNAC)进行了基因鉴定、进化和表达特性等方面的研究。主要结果如下:  1.根据麻疯树基因组序列,构建了基于遗传图谱的物理图谱。本图谱总长261.76 Mb,分为11个染色体,能够锚定81.7%以上的测序基因组序列,平均1 cM大约为251 Kb。染色体进化分析表明,麻疯树基因组来源于古六倍体,并且在进化过程中出现至少25次的染色体易位和融合。  2.麻疯树基因组中含有49个JcGRAS基因,47个基因CDS区域不含内含子,2个含一个内含子。氨基酸同源性和系统进化树分析显示,JcGRAS分为9个亚家族,比水稻和拟南芥等植物多出一个亚家族(X)。除了2个基因没能定位到染色体上外,其他47个基因不均匀分布在麻疯树11条染色体上。其中12个基因(24.5%)为串联重复基因,分布在3个不同位点,且都表现为纯化选择。数字基因表达谱分析结果表明,11个基因在各组织中均高表达,10个基因在种子发育早期的表达水平高于后期。PAT1亚家族和DELLA亚家族部分基因在麻疯树各组织(根、茎韧皮部、叶和种子)中均高表达。X亚家族存在于部分双子叶植物基因组中,在麻疯树根、茎、叶和种子中均未检测到表达,但JcGRAS40在雄花、雌花和幼芽中有表达,而JcGRAS41在花苞和幼芽中较高表达,说明它们可能与幼芽和花分化发育相关。  3.麻疯树基因组含有100个JcNAC基因,分为14个亚家族。染色体定位结果表明,98个JcNAC基因不均匀分布在麻疯树11条染色体上。28个基因表现为串联重复,并分布在10个不同位点。有3组基因表现为正向选择进化,说明它们在非生物胁迫抗性方面可能起着重要作用。
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