BMC Genomics 在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海辰山植物科學(xué)研究中心植物抗逆與分子進化（草種種質(zhì)資源創(chuàng)新）研究組題為 Comparative analysis of plant MKK gene family reveals novel expansion mechanism of the members and sheds new light on functional conservation 的研究論文。該研究報道了植物 MKK 基因家族在進化過程中存在兩個獨特的擴張機制，并在該家族的功能演化方面提出了新的觀點。該論文的第一作者是蔣敏。

該研究系統(tǒng)分析了 51 種從單細胞到多細胞的單子葉和雙子葉植物中 MKK 基因家族的進化歷史，并調(diào)查了這些物種中 MKK 各個亞族的組成與序列特點以及在不同植物中的表達模式。結(jié)果顯示，植物 MAPKK 基因家族可以分成 A - E 五個亞家族。大部分亞族在所有植物都比較保守，只含有 1 個或低拷貝基因。而在 A 亞族進化過程中出現(xiàn)過幾次基因重復(fù)事件，導(dǎo)致了多基因拷貝的出現(xiàn)。進一步分析發(fā)現(xiàn)這些基因重復(fù)事件是由于植物整個基因組重復(fù)引起的。研究人員還發(fā)現(xiàn)因串聯(lián)重復(fù)事件導(dǎo)致了 E 亞族在單子葉植物中出現(xiàn)了 MKK 基因的擴張，并伴有磷酸化位點 S /T-X5-S/ T 中絲氨酸或蘇氨酸堿基的突變，這些突變可能與 MKK 基因功能的演化相關(guān)。另外，B 類 MKK（MKK3）基因還含有一個 NTF2 功能結(jié)構(gòu)域。此結(jié)構(gòu)域是生物體內(nèi)唯一可單獨形成蛋白的蛋白質(zhì)，介導(dǎo) RanGDP 蛋白的核質(zhì)轉(zhuǎn)運。NTF2 與 MKK3 的進化分析顯示出他們的整合主要發(fā)生在植物進化的早期，被子植物中并不存在這一現(xiàn)象。并且高等植物 MKK3 基因中的 NTF2 結(jié)構(gòu)域的核質(zhì)轉(zhuǎn)運功能逐漸消失，這可能與植物基因在進化過程中表現(xiàn)出越來越精細的功能有關(guān)。此外，表達分析表明植物 MKK 基因可能在 UV- B 信號中起作用。

植物抗逆與分子進化研究組（組長：儲昭慶）一直致力于研究進化過程中保守的抗逆基因在草種多重抗逆中的作用。課題組前期在冷季型草坪草模式植物二穗短柄草 MAPK 蛋白級聯(lián)和其下游的轉(zhuǎn)錄因子及負調(diào)控基因家族的研究方面取得系統(tǒng)性研究成果，發(fā)表一區(qū) SCI 論文 1 篇，二區(qū) SCI 論文 6 篇，三區(qū) SCI 論文 2 篇，申請發(fā)明專利兩項。這些工作為篩選抗逆草種和提高草坪草抗逆性尤其是冷季型草坪草的耐熱性提供了研究基礎(chǔ)和理論依據(jù)，為進一步研究抗逆基因在草種中耐受極端生境的作用機理，最終培育出抗逆性強、一年四季常綠、高耐受及高富集重金屬等的草種以期在環(huán)境修復(fù)中加以應(yīng)用等打下堅實的基礎(chǔ)。

該研究得到了中科院種質(zhì)資源創(chuàng)新項目（zszc-013）和上海市綠化和市容管理局項目 (G162406 和 G162407) 的支持。

科學(xué)家揭示植物 MKK 基因家族新的擴張機制