病害是影響作物高產穩產的重要因素之一。植物抗病基因 (Plant disease resistance gene，簡稱R基因)在長期的進化過程中表現出復雜的進化模式，很多研究表明植物R基因是以基因家族的形式存在，通常成簇排列從而形成復雜結構。經由旁系同源抗病基因間頻繁的序列重組和交換的一類抗性基因叫I 型R基因，而較少或沒有經過旁系同源基因序列重組和交換的基因叫II型R基因。
中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室、武漢植物園植物應用基因組學學科組首席科學家彭俊華研究員與華中農業大學長江學者匡漢暉教授開展合作研究，通過分析21個禾本科物種R基因RP1的序列，揭示其進化模式及在長期進化過程中的分化機理，相關研究論文Contrasting Evolutionary Patterns of the Rp1 Resistance Gene Family in Different Species of Poaceae 近期發表于國際著名期刊Mol. Biol. Evol.（2009年影響因子9.872）。
該研究發現RP1基因在禾本科物種中存在著復雜的復制、刪除等遺傳事件，在不同的物種中存在不同的拷貝數，其祖先物種中僅存在2個RP1位點，在現有物種中卻存在1-5個拷貝。在長期進化過程中因旁系同源基因的重組和交換造成了玉米和小麥基因組中存在多個RP1同源基因。頻繁的序列交換和重組并沒有導致玉米屬不同物種間RP1基因的協同進化，卻在玉米和高粱屬間存在協同進化的現象。I 型和II型R基因很可能在水稻祖先種中已經分化。水稻大部分抗病功能基因家族與其旁系同源基因間存在頻繁的序列交換，其中Pi37由2個相鄰的旁系同源基因不對稱交換造成了4個點突變。該研究為R基因克隆、作用機理及植物R基因工程育種奠定了基礎。
（植物應用基因組學學科組 趙華）
