亚洲棉、雷蒙德棉与陆地棉XTH基因家族鉴定及进化分析

本研究聚焦于棉花(XTH)基因家族的全基因组鉴定与进化分析，由安亚茹、杨君等学者合作完成，发表在中国科技论文在线上。他们从亚洲棉、雷蒙德氏棉和陆地棉这三个主要棉花品种的基因组中，分别鉴定出了37、39和72个XTH家族成员，这些基因编码了木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)，即负责分解和修饰植物细胞壁中的木质素和纤维素的酶类。 研究者为这些基因命名，如亚洲棉的GaXTH01到GaXTH37，雷蒙德氏棉的GrXTH01到GrXTH39，以及陆地棉的GhXTH01到GhXTH72，通过深入剖析它们的基因结构、染色体定位、同源关系、保守序列、系统进化、理化特性、亚细胞定位以及陆地棉特有的顺式作用元件，揭示了XTH基因在棉花基因组中的分布和功能多样性。 结果显示，XTH基因在棉花的不同品种中分布广泛，且亚洲棉、雷蒙德氏棉与陆地棉之间的基因同源性较高，表明这些基因家族在棉花演化过程中保持了较高的保守性。研究还发现，大多数XTH蛋白定位在细胞壁，这暗示了它们可能在棉花纤维形成和细胞壁结构维护中起着关键作用。 通过构建基于亚洲棉、雷蒙德氏棉、陆地棉和拟南芥XTH的系统发育树，研究人员将XTH家族基因分为两个主要组别，其中亚洲棉和陆地棉之间有27对同源基因，雷蒙德氏棉和陆地棉之间有25对，这些基因集中在进化树的末端分支，这一发现支持了雷蒙德氏棉和亚洲棉被认为是四倍体棉花共同祖先的观点。 这项研究不仅提供了关于XTH基因家族功能的重要见解，也对理解棉花种质资源的进化历程和棉花品种改良具有重要意义。关键词包括亚洲棉、雷蒙德氏棉、陆地棉、木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因家族以及基因进化，为棉花生物学和分子育种领域的进一步研究提供了宝贵的数据基础。