在千百万年的进化中，植物为何变得多姿多彩？一个重要因素就是植物会复制自己基因，实现物种分化和多样性。南京农业大学张绍铃教授团队通过鉴定梨等141种植物基因组中不同类型重复基因，构建了世界首个植物重复基因数据库，揭示了重复基因进化的普遍规律。该成果近日在线发表于著名学术期刊《基因组生物学》。
以往的研究发现，有的植物有复制自己基因的功能。基因复制后，植物不仅能抵御外界复杂多变的环境，还能增加进化变异的机会。
近年来，越来越多的植物基因组被破译。目前已经完成全基因组测序的植物超过200种。但是，仍缺乏一个具有广泛适用性的鉴定不同种类植物重复基因的方法。该团队在系统鉴定梨基因组中重复基因的基础上，开发了一个具有普遍适用性的生物信息学方法，用于鉴定不同种类植物基因组中的重复基因。
他们深入分析发现，在植物漫长的进化过程中，基因串联复制和邻近复制始终保持较高的发生频率，为植物适应复杂多变的外界环境提供了源源不断的遗传变异材料。并且，基因组加倍发生后的较短时间内，重复基因之间发生高频率的基因置换，随着时间的推移，重复基因之间会发生广泛的时空表达分化。
此外，该团队通过大规模收集整合国内外植物基因组数据资源，构建了世界首个植物重复基因数据库，目前已收录141种完成基因组测序的植物，并将拓展为植物相关的所有类别。该数据库将为深入研究重复基因的进化机制提供宝贵的数据资源。(张晔)