基因融合被證明是水稻新基因產生的重要機制

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科技日報訊 （記者趙漢斌）新基因是生物表型進化和物種形成的動力和源泉。記者近日從中國科學院昆明植物研究所獲悉，研究人員近期研究發現，基因融合是水稻及其近緣種新基因產生的重要機制，這意味著新基因研究取得了又一項重要進展。相關研究結果發表在著名國際期刊《基因組生物學》上。

“由兩個或兩個以上基因形成的融合基因，不僅可以繞過漫長而又低效的位點突變帶來的有害步驟，又可以通過序列重排而將遠源相關或者不相關的功能結構域進行組合，極易產生新的結構特征和新的功能，從而助推物種的適應性演化。”論文通訊作者之一、中國科學院昆明植物研究所研究員章成君介紹，基于此，由他領銜的專題攻關組自主開發了基于系統發育框架的動態鑒定融合新基因的流程。

此次研究中，章成君、周艷麗等人利用我國最主要的糧食作物中稻屬的多個基因組數據，在最年輕的分支上選取了4個目標物種，共鑒定到310個融合基因。其中粳稻、秈稻、非洲栽培稻和短舌野生稻分別含有80、62、67和43個物種特異的基因。通過基因組重測序分析，他們發現這些物種特異基因在群體中的固定頻率分別為31.8%、15.4%、21.5%和93.3%，這可能對物種的適應性演化起著至關重要的作用。

研究人員進一步以粳稻為例，分析發現約有三分之一的融合新基因與其母基因有相似的表達模式，約三分之一的融合新基因具有分化的新表達模式。用基因編輯技術CRISPR/Cas9敲除實驗表明，無論表達模式分化與否，融合基因都能介導表型效應，從而影響物種的適應性。