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2023年2月13日,中国农业科学院蔬菜花卉所甘蓝青花菜育种团队在genes上发表了名为
Glucosinolate Biosynthetic Genes of Cabbage: Genome-Wide Identification, Evolution, and Expression Analysis的研究论文,鉴定并分析了甘蓝硫代葡萄糖苷合成基因。论文的第一作者是在读硕士生王鹏和在读博士生曹文雪,通讯作者是海南大学园艺学院的成善汉教授和中国农业科学院蔬菜花卉研究所的季家磊博士。
一共鉴定出193个GBGs基因,与拟南芥中106个GBGs基因同源,甘蓝中的大多数GBG基因都经历了负选择。许多同源GBG在甘蓝和大白菜中的表达模式不同,表明这些同源GBG具有独特的功能。
甘蓝和拟南芥中GBGs基因的共线性分析
193个GBGs基因在染色体上的位置
比较进化分析发现,只有20对基因在甘蓝、白菜、拟南芥的Ka/Ks值相似,而且大多数基因的Ka/Ks值为负数,表明大多数基因处于负选择状态。
利用已公开的转录组数据集,对甘蓝和白菜的GBGs基因在不同组织的表达模式进行分析(根、茎、叶、花、愈伤组织、种荚)。发现相同的基因在不同组织的表达水平不一致,这表明这些基因的功能可能随着物种的形成而发生分化。重点基因为BoCYP79A2-2、BoCYP79A2-3、BoST5a-2、BoST5a-3,BoMAM1-3,BoFMOG5-2。
随后,用ETH、ABA、SA、MeJA、SL五种不同的激素处理,发现不同基因受到不同激素的调控,表达水平叶不同。
CYP79A是P450家族基因,最后补了一个P450家族的进化树。