多倍化在被子植物物种形成与进化中起着重要作用，一般认为50-70%（甚至更高比例）的被子植物是多倍体起源的。目前关于多倍体植物基因组非编码区进化已有一定了解，但关于功能基因进化的研究十分有限。本项目拟对芸薹属多倍体植物重复基因的结构、表达与进化进行研究，内容包括：（1）应用EST-SSR方法，分析多倍体及其祖先二倍体间功能基因结构组成差异；（2）采用cDNA-AFLP方法，分析多倍体及其祖先二倍体在不同发育时期、不同器官中功能基因差异表达情况，并对部分差异表达片段进行纯化、序列测定；（3）对多倍体中若干基因的甲基化情况进行研究，阐明甲基化与基因表达调控的关系，并分析甲基化被抑制前后基因表达差异，确定基因丧失表达能力的原因（基因丢失或基因沉默）。本项目将阐明芸薹属多倍体中同源基因结构变化与发育过程中功能分化情况，探讨多倍体形成、稳定、适应的机理，从而对多倍体基因组进化有更深入的认识。

多倍化普遍存在于真核生物中，是真核生物进化、物种分化的主要动力之一，几乎所有的被子植物在其起源过程中都至少经历了一次全基因组加倍的过程。本项目对芸薹属4组人工合成多倍体及其亲本基因表达、DNA甲基化、差异表达片段序列进行了分析，结果表明多倍体形成早期基因组会出现大规模的DNA甲基化和基因表达模式的变化，这些变化主要是由杂交造成的，但基因组加倍同样有明显影响。多倍体基因组的这些变化可能会促进新合成多倍体的快速稳定，为多倍体的竞争优势奠定基础。芸薹属自然形成异源多倍体中重复基因表达研究，也显示发生了基因沉默和基因激活的现象，有6.1%的重复基因发生了沉默，同时引起1.3%的基因激活，还发现二倍体亲本的基因在多倍体中呈现偏比表达。芸薹属EST序列数据分析表明，从Brassica rapa和B. oleracea的共生同源配对的Ks值分布可以发现在Ks=0.30-0.35有一个很明显的分布峰，表明在这个时期发生了一次大型基因组复制，时间估计在10.0-11.7百万年前，而且直向同源配对的Ks值分布表明大型基因组复制事件发生在芸薹属与拟南芥属分歧之后。