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理解基因家族如何进化，能够为表型和生态水平上的适应性提供重要见解。这一点在植物中尤为如此，因为转录因子基因家族常常是育种项目的靶标，用于改良具有经济重要性的作物的农艺性状。尽管新一代测序技术的最新进展加速了基因组学数据的积累，但目前仍缺乏针对基因家族表征、兼具可获取性与可重复性的基因组挖掘流程。在此，我们通过开发GENE-FAM来填补这一空白。GENE-FAM是一种自动化、可扩展且开源的流程，旨在基于保守结构域和基序对基因家族进行挖掘与预测。为展示其应用，我们将GENE-FAM用于多个大麻（Cannabis sativa）基因组中MADS-box转录因子基因的注释。 在三个C. sativa栽培品种中，我们鉴定出一套完整的MADS-box基因集合，其中既包括先前已注释的基因，也包括新预测的基因。通过系统发育分析，我们证实开花植物中已有代表的所有II型MADS-box基因亚家族均存在于C. sativa中。将我们的注释结果与拟南芥（Arabidopsis thaliana）和番茄（Solanum lycopersicum）的注释进行比较后发现，尽管大多数MADS II型家族高度保守，但SEPALLATA样基因在C. sativa中发生了分化。综上，这些结果表明，GENE-FAM可用于非模式物种中基因家族的全基因组鉴定与表征，并揭示了C. sativa中MADS-box基因家族进化的新见解。
理解基因家族如何进化，能够为表型和生态层面的适应性提供重要见解。这一点在植物中尤为显著，因为转录因子基因家族常常成为育种计划的目标，以改良具有经济重要性的作物的农艺性状。尽管近年来下一代测序技术的发展加速了基因组学数据的积累，但目前仍缺乏面向基因家族特征解析、兼具可获取性与可重复性的基因组挖掘流程。在此，我们通过开发 GENE-FAM 来填补这一空白。GENE-FAM 是一个自动化、可扩展且开源的流程，旨在基于保守结构域和基序对基因家族进行挖掘与预测。
为展示其应用，我们将 GENE-FAM 用于多个大麻（Cannabis sativa）基因组中 MADS-box 转录因子基因的注释。在三个 C. sativa 栽培品种中，我们鉴定出一套完整的 MADS-box 基因集合，其中既包括先前已注释的基因，也包括新预测的基因。通过系统发育分析，我们证实开花植物中所有已知的 II 型 MADS-box 基因亚家族在 C. sativa 中均有存在。将我们的注释结果与拟南芥（Arabidopsis thaliana）和番茄（Solanum lycopersicum）的注释进行比较后发现，尽管大多数 MADS II 型家族高度保守，但 SEPALLATA-like 基因在 C. sativa 中发生了分化。综上，这些结果表明，GENE-FAM 可用于非模式物种中基因家族的全基因组范围鉴定与特征解析，并揭示了 C. sativa 中 MADS-box 基因家族进化的新见解。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.10.731441v1?rss=1
🏷️ 基因家族挖掘 自动化流程 MADS-box转录因子 大麻基因组 系统发育分析