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      LEAFY基因在樟屬植物系統(tǒng)演化關系重建應用中的新發(fā)現(xiàn)

      發(fā)布時間:2016-04-28
      來源:科技外事處

        高等植物的成花是一個非常重要的過程,它不僅關系著物種的延續(xù),且與人類生活息息相關。在植物個體發(fā)育中,LEAFY同源基因是開花啟動過程的主控基因,被稱為開花“開關”,研究表明該基因在二倍體被子植物中通常以單拷貝形式存在,作為低拷貝核基因分子標記,該基因常被用于植物類群的系統(tǒng)發(fā)育關系重建。自從Mullis20世紀80年代首先提出并發(fā)明聚合酶鏈式反應Polymerase Chain Reacton, PCR以來短短幾十年該技術已經(jīng)成為最常用、也最重要的分子生物學技術之一。然而PCR技術用于生物類群的系統(tǒng)發(fā)育關系重建時并非完全真實可靠,其中PCR介導重組(PCR-mediated recombination)是其缺陷之一,即在PCR擴增體系中,如果同時存在一個或一個以上與目的片段高度相似、但非完全相同的序列時,就有可能產(chǎn)生人為的重組序列。 

        為了研究LEAFY基因在樟屬植物系統(tǒng)發(fā)育重建中的潛在問題,版納植物園植物系統(tǒng)發(fā)育與保護生物學研究課題組的博士研究生黃建峰在李捷研究員的指導下,選取63個樟屬物種,對其LEAFY基因的部分區(qū)域進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在38個樟屬肉桂組物種中至少存在兩個LEAFY基因拷貝,被稱之為“long sequence”拷貝和“short sequence”拷貝。相對于“long sequence”拷貝,“short sequence”拷貝在LEAFY基因的第二個內(nèi)含子區(qū)存在一個約47堿基長度的缺失;除此之外,兩個拷貝在堿基組成上高度相似,特別是在外顯子區(qū)。在其中的20個具有LEAFY基因雙拷貝的物種中發(fā)現(xiàn)了PCR介導重組的現(xiàn)象,由此產(chǎn)生的重組序列會誤導我們對植物類群間系統(tǒng)演化關系的理解。因此我們提醒在利用低拷貝核基因?qū)ι镱惾洪_展分子系統(tǒng)學研究時,可能存在的基因復制,進而導致可能發(fā)生的PCR介導重組現(xiàn)象應該在進化生物學研究中引起高度重視。 

            本研究是在國家自然科學基金(3137024531200167)的支持下完成。相關研究和結(jié)果以Phylogenetic utility of LEAFY gene in Cinnamomum Schaeff. (Lauraceae): gene duplication and PCR-mediated recombination為題,發(fā)表在國際學術期刊Journal of Systematics and Evolution上。

      本文作者:黃建峰

      責任編輯:張維靜_151c53
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