Plant Physiology | 范传珠实验室发现一个编码-L呋喃型阿拉伯糖苷酶的正向演化串联重复基因

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

串联复制是基因复制的主要类型之一，它为基因的功能演化提供了原材料。但对于串联复制的基因在植物中的系统演化和对植物物种的表型影响还缺乏具体的例证。近日，Wayne State University的范传珠（Chuanzhu Fan）实验室在Plant Physiology 在线发表了题为：“Neofunctionalization of tandem duplicate genes encoding putative -L-arabinofuranosidases in Arabidopsis thaliana”，在拟南芥中发现了一个编码-L呋喃型阿拉伯糖苷酶的正向演化串联重复基因。

该研究在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中鉴定了一对串联重复基因（AT5G12950和AT5G12960），它们起源于拟南芥和荠菜-镰南芥（Capsella-Boechera）祖先分歧之后约16个百万年前。通过系统地使用生物信息学工具重新定义了这对串联重复基因-L呋喃型阿拉伯糖苷酶（-L-arabinofuranosidases）的生化功能，在这种酶的催化下，从拟南芥含-L-阿拉伯糖（-L-Araf）分子中释放L-阿拉伯糖（L-Arabinose）。

Schematic representation of the β-L-Araf salvage pathway

利用各种数据集进行转录组和蛋白质组综合分析表明：这两个重复基因在组织间的表达模式存在分歧。进一步收集了莲座叶和发育性状两组表型数据，表明AT5G12950和AT5G12960具有不同的功能，从而导致了不同的表型效应。总的来说，AT5G12950和AT5G12960在拟南芥中符合预测的-L-阿拉伯呋喃糖苷酶编码基因的特征，通过复制产生的新基因演化出了不同的生物学功能，并驱动了不同的表型进化。

Phenotypic effects of AT5G12950 and AT5G12960

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad169

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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