LEAFY基因在樟属植物系统演化关系重建应用中的...

高等植物的成花是一个非常重要的过程，它不仅关系着物种的延续，且与人类生活息息相关。在植物个体发育中，LEAFY同源基因是开花启动过程的主控基因，被称为开花“开关”，研究表明该基因在二倍体被子植物中通常以单拷贝形式存在，作为低拷贝核基因分子标记，该基因常被用于植物类群的系统发育关系重建。自从Mullis在20世纪80年代首先提出并发明聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reacton, PCR）以来，短短几十年，该技术已经成为最常用、也最重要的分子生物学技术之一。然而PCR技术用于生物类群的系统发育关系重建时并非完全真实可靠，其中PCR介导重组（PCR-mediated recombination）是其缺陷之一，即在PCR扩增体系中，如果同时存在一个或一个以上与目的片段高度相似、但非完全相同的序列时，就有可能产生人为的重组序列。

为了研究LEAFY基因在樟属植物系统发育重建中的潜在问题，版纳植物园植物系统发育与保护生物学研究课题组的博士研究生黄建峰在李捷研究员的指导下，选取63个樟属物种，对其LEAFY基因的部分区域进行了研究。结果发现在38个樟属肉桂组物种中至少存在两个LEAFY基因拷贝，被称之为“long sequence”拷贝和“short sequence”拷贝。相对于“long sequence”拷贝，“short sequence”拷贝在LEAFY基因的第二个内含子区存在一个约47碱基长度的缺失；除此之外，两个拷贝在碱基组成上高度相似，特别是在外显子区。在其中的20个具有LEAFY基因双拷贝的物种中发现了PCR介导重组的现象，由此产生的重组序列会误导我们对植物类群间系统演化关系的理解。因此我们提醒在利用低拷贝核基因对生物类群开展分子系统学研究时，可能存在的基因复制，进而导致可能发生的PCR介导重组现象应该在进化生物学研究中引起高度重视。

本研究是在国家自然科学基金（31370245和31200167）的支持下完成。相关研究和结果以Phylogenetic utility of LEAFY gene in Cinnamomum Schaeff. (Lauraceae): gene duplication and PCR-mediated recombination为题，发表在国际学术期刊Journal of Systematics and Evolution上。