张頔 高晓阳 张轩 刘长宁

摘要 探索了花发育基因调控网络的3个拓扑中心性（连接度、中间性和接近度）与其中基因分子进化速率的相关性。结果发现，随着网络中心性的增加，基因的序列将更加趋向于保守，即基因的进化速率与中心性参数呈负相关。这一结果与拟南芥蛋白质相互作用网络中所观察到的模式一致，也许是因为多效性制约了进化。

关键词 花发育基因;基因调控网络;分子进化;网络拓扑中心性

中图分类号 Q75文献标识码 A文章编号 0517-6611（2021）08-0001-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.001

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Correlation between Molecular Evolution of Flower Development Related Genes and the Topological Centralities of the Flower Development Regulatory Network

ZHANG Di1，2， GAO Xiao-yang1， ZHANG Xuan1，2 et al

（1.Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences， Menglun， Yunnan 666303;2.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049）

Abstract In this study， we investigated the correlation between three topological centralities （connectivity， betweenness and closeness）of regulatory network of flower development， and the molecular evolutionary rate of the related genes. It was found that with the increase of network centralities， the gene sequences would tend to be more conservative， i.e.， the evolutionary rate of genes was negatively correlated with the network centrality parameters. These results were consistent with the patterns observed in the Arabidopsis thaliana protein-protein interaction network， may be because pleiotropy constrains evolution.

Key words Flower development genes;Gene regulatory network;Molecular evolution;Network topological centrality

基因总是处在一个特定的生物功能网络环境中发挥作用。这些功能网络是由分子及其相互间的作用构成，如蛋白质相互作用网络是由蛋白质及其之间的相互作用构成，而基因调控网络是由转录因子、被调控的靶基因及它们之间的转录调控关系组成。目前大规模的基因组、蛋白质组和相互作用组等组学数据的涌现，为了解这些真实生物中运行的网络提供了新的机遇，同时也为分子进化研究提供了一個新的视角。从传统地关注单个基因的分子进化，转移到在整个网络中的分子进化研究时，人们通常会关注基因在网络中的拓扑属性与基因进化速率的关联，之前已有许多研究发现生物网络中反应基因中心性的拓扑属性（连接度、中间性和接近度）与进化速率有相关性。如在酵母和果蝇的蛋白质-蛋白质相互作用网络中的连接度[1-2]、中间性以及接近度[3]，人类、拟南芥、水稻、番茄、葡萄和玉米的基因共表达网络中的连接度[4-5]和酵母的转录调控网络中的中间性相继被报道[6]，但对花发育基因调控网络的研究相对较少。……