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大豆NUDX基因家族全基因组分析

2018-08-10陈吉宝

西北农林科技大学学报(自然科学版) 2018年9期
关键词:大豆

常 玮,王 娟,于 洋,陈吉宝

(南阳师范学院 农业工程学院,河南 南阳473061)

大豆(Glycinemax)是自交作物,在自然条件下天然异交率较低(约为0.5%)[1]。与玉米等作物相比,大豆群体的遗传多样性较为单调,加之大豆为光周期敏感植物,也极大地限制了不同地域、不同类型大豆之间的基因交流[2-3]。因此,多年来以杂交为主要手段的大豆育种,在优异大豆种质创制方面进展缓慢。

目前在作物育种上主要依靠人工诱变创建突变体库来获得新变异[4]。近几年,通过CRISPR/Cas9系统进行基因编辑[5],以及远缘嫁接等方法进行突变体诱导[6],不仅使突变更具方向性,而且还增加了优异变异的几率。但在突变产生的同时及遗传过程中,生物体内会产生一系列有效的保护机制来修复这些变异,称之为DNA修复系统(DNA repair system)。目前已知的修复机制包括:错配修复(Mismatch repair)、AP修复(AP repair)、核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair)、光复活(Photoreactivation)、DNA损伤旁路(DNA damage bypass)、SOS修复(SOS repair)以及模板指导的缺口修复(Template-directed gap repair)[7-11]。除此之外,在生物体内还存在着一种与突变的发生和抑制相关的基因,称为增变基因(Mutators)。MutT同源酶1(MutT homolog 1, MTH1)基因是细胞内广泛存在的一类增变基因。MTH1属于Nudix(Nucleoside diphosphate linked to x)水解酶超级家族(NUDX),是一类具有不同程度底物特异性的水解酶,可以水解包括核苷二磷酸、核苷三磷酸及RNA帽等一系列有机焦磷酸盐。该酶可将细胞核苷酸池中的氧化嘌呤核苷酸,如8-氧化鸟嘌呤核苷酸(8-oxo-GTP)、2-羟基腺嘌呤脱氧核苷酸(2-OH-dATP)等水解为核苷单磷酸酯和无机焦磷酸盐,阻止氧化嘌呤核苷酸错误地编入DNA或RNA中,从而大大减少核酸损伤和突变,在维护遗传物质稳定性以及核酸损伤修复机制中起着重要作用[12]。……

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