荠菜属CaCA家族基因拷贝数变异与表达分化的研究

荠菜属植物是十字花科中分布较广泛的植物,其中四倍体荠菜(Capsella bursa-pastoris)是一种由祖先二倍体亲本杂交再经多倍化后形成的多倍体物种,在地域分布及多样化的逆境适应能力方面与其祖先亲本相比具有明显优势,目前四倍体荠菜对于环境适应性的研究报道还不多见.植物钙/阳离子逆转运蛋白超家族(CaCAs)是一类膜定位的离子转运蛋白,在植物抗冷、抗盐等信号通路中起到重要作用.本研究通过生物信息学及表达谱分析手段,发现四倍体荠菜CaCAs的13对亚基因组基因中有4对出现了拷贝数变异,其中3对基因在其编码的氨基酸序列和蛋白质跨膜结构方面与其直系同源基因间存在较大差异,且在冷响应表达上与拟南芥相比出现了明显偏倚.此外,与四倍体荠菜的祖先亲本Capsella rubella相比,四倍体荠菜CaCAs基因的组织表达分化较为普遍.CaCAs基因在四倍体荠菜中的拷贝数变异和表达分化现象提示了CaCAs对植物环境适应性的贡献.