蹭热点 | AG - 榕树性别分化关键基因
写在前面
昨夜，福建农林大学明瑞光课题组，联合中国科学院西双版纳热带植物园陈进课题组在国际顶级期刊Cell杂志上发表了题为Genomes of the banyan tree and pollinator wasp provide insights into fig-wasp coevolution的研究长文。
昨晚睡早了，没看到各个平台的推文...不然或许我都激动得睡不着觉。原因有几：
- 榕树，榕属植物，确实有大量有趣的生物学问题值得探讨。一个文稿，探讨了多个生物学问题，实在全面。
- 知道我的人多少了解，我的博士课题方向是荔枝性别分化，多少看到相关报道会有点激动。毕竟，搞了三四年，确实是.... 好想抄作业啊~~~
- 植物类，分析类，基因组类的Cell 主刊文稿，肯定是要仔细品读
- 福建农基因组中心 和 版纳园，均是国内植物类大数据分析平台的佼佼者，常常还是想要去学习，身不能至，而心往之。
既然如此，文稿先下载了，忙完这一两天的事情，再仔细学习一下这个文稿。首当其冲的，看看性别分化相关内容，兴许....博士毕业论文还可以多写一段综述 T_T。
榕属植物性别分化关键基因
榕属下植物，既有雌雄同株，亦有雌雄异株。其中小叶榕 (F. microcarpa) 属于，雌雄同株，而对叶榕 (F. hispida) ，雌雄异株。基于该文稿报道（暂时我只看了下微信推文，以及文稿摘要和图稿），ABCE model 基因中 C-class 成员 AG 是对叶榕的性别决定的候选基因。在雌雄同株的小叶榕中，只有一个AG成员。而在雌雄异株的对叶榕中，则有三个成员。可以认为，AG在对叶榕中发生了复制。尽管AG本身是flower identity基因，但其既然发生复制，就完全有可能出现亚功能化或者产生新功能。
AG 属于 MADS-BOX 家族成员。该家族往往分为两个亚类，MIKC-type 和 non-MIKC-type (如果我没记错的话...)。后者功能常常不明晰，而前者的绝大多数成员已经被证实与flower identity相关。AG 为 MIKC-type MADS 的成员之一。这意味着，尽管 AG 是关键基因，但他属于一个基因家族，有很多兄弟姐妹。
在很多时候，即使我们明确拟南芥的AG成员，但当我们要去找其他植物里面的AG成员时，仅仅通过BLAST，不能做到准确全面。
想到这里，我想起了 TBtools 的 Quick Find Best Homology。这个功能比较有趣。以下演示操作与结果。
Quick Find Best Homology
当一个马后炮：
- 拟南芥里面的 AG 我们是知道的，有 ID
- 小叶榕的基因组序列和基因结构注释信息，我们也是有的，Cell文稿的作者们已经公开共享了
- 对叶榕的同上
于是，我们可以先看看小叶榕(F. microcarpa)中 AG 成员的情况。
注意到其中输入为：
- 拟南芥的代表性蛋白序列全集（也就是每个基因只保留了一个代表性蛋白）
- 拟南芥 AG 基因 ID
- 小叶榕的代表性蛋白序列全集（明老师课题组出品，往往精品，一般都是代表性蛋白，我就没进一步加工了）
点击 Start，等待 2 分钟之后
可以看到，小叶榕只有一个 AG 成员。事实上，我做的物种也只有一个 AG 成员。这个在意料之内。这种只有一个成员的，我们直接找 Blast 的 Best Hit 就可以了。
我们再看看对叶榕 (F. hispida) 的情况
又过了 2 分钟（以前...还是很快的，估计我的本子运行程序过多了吧... 在跑mapping...）
堪称完美！ 使用 TBtools，我们可以直接观测到 对叶榕中，AG 确实发生了至少两次复制。对于这种情况，Blast Best Hit 是告诉不了我们信息的，必须是建树。最好呢，还是用 TBtools，对吧？
回到主题
基于此，作者进一步分析了对叶榕（Fh）三个 AG 和 小叶榕（fm）一个 AG 的表达模式。
其中FhAG1和FmAG1表达模式相似，且维持存在明显的共线性，认为保持原有C-class功能。FhAG2和FhAG3基因是AG的旁系同源基因，表达模式相似的且只存在雄性个体中。最后，返回前述分析，认为处于位于重组抑制区且是雄性特异性序列的 FhAG2 即为对叶榕性别决定关键基因。文稿也对榕属多个植物做了 PCR 验证。这里或许还有一个有趣的是，AG 本身是 C-class，其表达是确保雌蕊能够正常发育。而 FhAG2 是对叶榕雄株特有，那么起的是抑制作用？（具体回头详细品读文稿再聊）
写在最后
漂亮的工作！漂亮的重现！
蹭个热点，TBtools 的 Find Best Homology，确实是很有趣，值得一玩。
