丝状子囊菌nrDNA假基因及其分子进化研究
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- 论文作者：李熠 ; 吴祖建 ; 姚一建
- 年：2016
- 作者机构：中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室;福建农林大学植物保护学院;
- 论文关键词：致同进化 ; 冬虫夏草 ; 生死进化 ; RIP
- 会议召开时间：2016-08-19
- 会议录名称：中国菌物学会2016年学术年会论文摘要集
- 英文会议录名称：Abstracts of 2016 Mycological Society of China Annual Meeting
- 语种：中文
- 分类号：Q933
- 学会代码：ZGVL
- 会议名称：中国菌物学会2016年学术年会
- 会议地点：中国福建福州
- 主办单位：中国菌物学会
- 学会名称：中国菌物学会
- 页数：1
- 文件大小：661k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
核糖体DNA(nr DNA)是常见的多基因家族之一,在基因组上存在大量的拷贝,大部分真核生物nr DNA不同拷贝往往具有相同或极相似的序列,符合多基因家族的致同进化(concerted evolution)模式。在致同进化模式下,同一物种nr DNA序列的相似性要高于不同的物种,亲缘关系越近其序列相似性越高。基于以上特性,nr DNA不同区域广泛应用于真菌的系统发育研究中,ITS区近年来更是被选作真菌DNA条形码的标准片段之一。然而近年来越来越多的研究表明在某些物种中nr DNA并不符合致同进化模式,生死进化(birth-and-death evolution)等非致同进化模式在真核生物尤其是动植物中广泛存在。假基因的产生是生死进化的标志之一。尽管在动植物种有大量nr DNA假基因的报道,然而在真菌中,nr DNA假基因的报道较少。本研究首先从冬虫夏草出发,利用之前随机得到的ITS假基因序列,分别设计针对假基因和功能基因的特异引物,以单孢菌株、组织分离菌株以及标本为材料进行扩增测序。研究表明不同类型的ITS序列同时存在于冬虫夏草的基因组上,基本否定了之前提出的用于解释冬虫夏草中存在多种ITS类型的"隐存种"、"其他物种"和"不同基因型"等假说,同时还表明真菌nr DNA多基因家族并不都符合致同进化模式,可能还存在其他的分子进化机制。在此基础上,我们进一步研究了Gen Bank中丝状子囊菌的基因组序列,发现包括粗糙脉孢霉(Neurospora crassa)、蛹虫草(Cordyceps militaris)、香柱菌(Epichlo?)等在内的7种丝状子囊菌存在不同类型且相似性较低的nr DNA序列。部分nr DNA序列发生一系列转换突变(G→A,C→T)。GC含量、变异类型、5.8S r RNA的二级结构及自由能以及序列变异水平等的分析表明发生大量转换突变的nr DNA序列为假基因。根据突变类型的分析,丝状子囊菌特有的重复序列诱导的点突变(repeat-induced point mutation,RIP)现象是导致nr DNA功能序列蜕变为假基因的可能机制。在系统发育分析中,不同类型的nr DNA序列并不按物种聚类,在亲缘关系较近的物种中,假基因和功能基因往往形成不同的分支。假基因序列可能会影响系统发育分析的结果。研究结果不仅揭示了非致同进化可能在真菌中广泛存在,也有利于我们更好地利用nr DNA序列开展真菌系统发育、分类学以及条形码研究。
引文