病害是影響作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)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(jìn)化過程中表現(xiàn)出復(fù)雜的進(jìn)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(fù)雜結(jié)構(gòu)。經(jīng)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(jīng)過旁系同源基因序列重組和交換的基因?yàn)镮I型R基因。

　　中國科學(xué)院植物種質(zhì)創(chuàng)新與特色農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢植物園植物應(yīng)用基因組學(xué)學(xué)科組首席科學(xué)家彭俊華研究員與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)長江學(xué)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(jìn)化模式及在長期進(jìn)化過程中的分化機(jī)理。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，RP1基因在禾本科物種中存在著復(fù)雜的復(fù)制、刪除等遺傳事件，在不同的物種中存在不同的拷貝數(shù)，其祖先物種中僅存在2個RP1位點(diǎn)，在現(xiàn)有物種中卻存在1-5個拷貝。在長期進(jìn)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(dǎo)致玉米屬不同物種間RP1基因的協(xié)同進(jìn)化，卻在玉米和高粱屬間存在協(xié)同進(jìn)化的現(xiàn)象。I型和II型R基因很可能在水稻祖先種中已經(jīng)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(diǎn)突變。

　　該研究為R基因克隆、作用機(jī)理及植物R基因工程育種奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究論文Contrasting  Evolutionary  Patterns  of  the  Rp1  Resistance  Gene  Family  in  Different  Species  of  Poaceae近期發(fā)表于國際期刊《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Mol。  Biol。  Evol。）（(2011)  28  (1)：  313-325）。