陈明生研究组发现基因逃离着丝粒区域的进化趋势

着丝粒及其周边是植物基因组中进化最快、结构最复杂的区域。着丝粒与近着丝粒区域不仅经历着快速的序列变化与结构重塑，而且具有转录活性的基因，也是新基因起源的热点区。

中国科学院遗传与发育生物学研究所陈明生研究组，在完成短花药野生稻全基因组测序的基础上，利用BAC测序和物理图谱等信息，完善了短花药野生稻十二条染色体着丝粒和近着丝粒区域的序列。并在此基础上开展了稻属及其禾本科植物着丝粒区域的比较基因组学研究。研究发现：短花药野生稻独立选择与适应了特异的着丝粒序列；近着丝粒的倒位是着丝粒位置发生移动的主要方式；短花药野生稻第十二号着丝粒的位置移动是一个典型的着丝粒重定位现象，新着丝粒起源于旧着丝粒区域的一个区段性重复；着丝粒区域或周边的基因通过基因重复后的选择性删除，出现基因逃离着丝粒环境的进化趋势，这种进化动力一方面来自着丝粒区域遗传与表观遗传环境对基因的不利影响，另外一方面也可能与着丝粒的扩展有关；同时发现水稻近着丝粒区域在近期进化过程中形成了大量的新基因。

这项研究成果于2018年7月2日在线发表于The Plant Cell杂志（DOI：10.1105/tpc.18.00163）。陈明生研究组的廖毅博士和张雪梅博士为论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

图： 水稻着丝粒与近着丝粒区域基因的丢失

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