基因复制是多倍体植物基因组结构的重要特征。全基因组复制即多倍化,是促进生物进化改变的重要驱动力,也是植物适应自然环境的主要方式。在植物多倍化过程中,衍生了大量的复制基因,为植物进化提供了以复制基因为基础的潜在资源库。随着植物多倍化过程,复制基因可能在群体中消失或被保留并在群体中扩散,其经历不同的进化方向为多倍体植物产生更丰富的遗传多样性和更大的生存竞争力。DMC1基因编码的减数分裂重组蛋白,是在真核生物中发现的大肠杆菌(E.coli)RecA蛋白的同源蛋白,在减数分裂同源重组期间的同源性搜索和DNA链交换反应中起到了至关重要作用。DMC1基因的遗传变异式样分析将有助于了解该基因在植物物种形成及分化过程中的分子进化动力及成因。小麦族是禾本科植物中一个十分重要的类群,约30个属465个物种,主要分布于北半球的温带,个别属种分布至寒带、热带高山,可生长于山坡、沼泽、荒漠等环境中。小麦族植物物种繁多、起源复杂,在生物学机制和遗传系统上存在着较大变异,基因组供体来源较为清晰,因此该族对于物种形成、分类学、系统发育和分子进化及遗传多样性等方面的研究具有重要意义。本研究通过小麦族25个属159个种4个变种26个亚种的382条单拷贝核基因DMC1序列,对多倍体与二倍体间的同源基因位点进行多态性比较、选择压力、基因表达等分析,探讨DMC1基因在小麦族中进化动力,获得主要结果如下:1.小麦族直系起源的属种之间,DMC1基因的核苷酸多态性存在显著差异,天然杂交使得多倍体中基因座多态性通常较其二倍体供体更高,表明DMC1基因在多倍体中进化更快。2.小麦属植物B基因组多倍化后核苷酸多态性降低,进化速率减慢,遗传基础变得狭窄,是人类长期驯化导致遗传瓶颈的结果;StSt基因组组成的四倍体物种形成后降低的核苷酸多态性可能是群体历史扩张的结果。3.小麦族中A、B、Ns、Xm、St、H和P基因组的选择压分析dN/dS均小于1,表明DMC1基因在进化过程中经历了纯化选择的影响,且各基因组所受选择压力存在显著差异,随着多倍化过程发生改变,驱使DMC1基因进化。4.Branch-Site REL分析显示小麦族基因组中存在少数高比例的中性和正选择的位点,表明小麦族DMC1基因中可能存在潜在的假基因或者适应性进化的特征。5.实时荧光定量验证实验表明,DMC1基因所受选择压dN/dS与表达量水平呈负相关,当DMC1基因所受选择压力增大时,受到更收缩的功能限制,表达量提高;反之,DMC1基因受到选择压力减小时,受到更放松的功能限制,表达量降低。