Genome-Wide Analysis of Soybean JmjC Domain-Containing Proteins Suggests Evolutionary Conservation Following Whole-Genome Duplication.
Genome-Wide Analysis of Soybean JmjC Domain-Containing Proteins Suggests Evolutionary Conservation Following Whole-Genome Duplication.
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DOI：
10.3389/fpls.2016.01800
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发表时间：
2016
影响因子：
5.6
通讯作者：
Wang L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Han Y;Li X;Cheng L;Liu Y;Wang H;Ke D;Yuan H;Zhang L;Wang L
组蛋白修饰，如甲基化和去甲基化，在调节染色质结构和基因表达中起重要作用。含JmjC结构域的蛋白是组蛋白赖氨酸脱甲基酶（KDM）的一个重要家族，在维持体内组蛋白甲基化的稳态中起着关键作用。在这项研究中，我们进行了全面的分析，在大豆基因组中的jumonji C（JmjC）基因家族，并确定了48个JmjC基因（GmJMJ）分布不均匀的18条染色体。系统发育分析表明，这些含有JmjC结构域的基因可分为8组。相同系统发育组内的GMJMJ共享相似的外显子/内含子组织和结构域组成。此外，大约1300万年前（Mya）的甘氨酸特异性全基因组重复（WGD）事件形成了16个重复基因对。通过研究这些基因对在不同组织中的表达谱，我们发现，在多倍体衍生的JmjC重复中，表达模式是保守的，这表明大多数GmJMJ在最近的WGD事件后优先保留，并表明脱甲基酶重复在大豆进化中的重要作用。这些结果揭示了该家族在大豆中的进化历史，并为深入了解JmjCs在大豆发育中的作用提供了理论依据。
Histone modifications, such as methylation and demethylation, play an important role in regulating chromatin structure and gene expression. The JmjC domain-containing proteins, an important family of histone lysine demethylases (KDMs), play a key role in maintaining homeostasis of histone methylation in vivo. In this study, we performed a comprehensive analysis of the jumonji C (JmjC) gene family in the soybean genome and identified 48 JmjC genes (GmJMJs) distributed unevenly across 18 chromosomes. Phylogenetic analysis showed that these JmjC domain-containing genes can be divided into eight groups. GmJMJs within the same phylogenetic group share similar exon/intron organization and domain composition. In addition, 16 duplicated gene pairs were formed by a Glycine-specific whole-genome duplication (WGD) event approximately 13 million years ago (Mya). By investigating the expression profiles of these gene pairs in various tissues, we showed that the expression pattern is conserved in the polyploidy-derived JmjC duplicates, demonstrating that the majority of GmJMJs were preferentially retained after the most recent WGD event and suggesting important roles for demethylase duplications in soybean evolution. These results shed light on the evolutionary history of this family in soybean and provide insights into the JmjCs which will be helpful to reveal their functions in controlling soybean development.
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