芥子油苷是十字花目植物所特有的由氨基酸衍生来的次生代谢产物。芥子油苷和他们的代谢产物在植物中起着重要的抗逆、抗病虫害和细菌、真菌作用,近年来由于突出的抗癌和对某些疾病的抑制作用,芥子油苷及其代谢产物也为人类所用。这些多样的生物活性是由芥子油苷侧链化学结构的多样性所决定的。由FMO_GS-OX基因编码的黄素单氧化酶（FMO）家族是催化由甲硫氨酸衍生来的芥子油苷侧链修饰第一步反应的酶。在模式植物拟南芥中,前人共鉴定出了7个FMO_GS-OX基因,并且对他们的定位与底物特异性等做了详尽的研究。然而这个基因家族在有着重要经济价值的十字花科植物中的进化情况却几乎没有相关的研究报道。本研究对来自12种已测序的十字花科植物的66个FMO_GS-OX基因进行了鉴定,进行了系统发生学和共线性等分析。本研究发现FMO_GS-OX基因包含两个串联重复区域,即A组(FMO_GS-OX2-4)和B组(FMO_GS-OX5-7),这两组基因的进化轨迹在整个十字花科中是相似的,但是核心十字花科植物自旁系群植物阿拉伯岩芥菜（Aethionema arabicum）分开演化后分成的两个系（I系和II系）中,该基因家族的进化轨迹却非常明显的呈现出系特异性.在I系植物的进化轨迹中,FMO_GS-OX基因的拷贝数由于频繁发生的基因线性重复事件和亚麻荠属特异性的基因组加倍事件呈现增加的趋势。II系植物的进化轨迹由于频繁发生的删除事件呈现出了相反的趋势。结合前人关于拟南芥中7个FMO_GS-OX基因定位和所编码蛋白功能的研究,可以推测,具有广泛底物特异性和表达模式的该基因家族的祖基因,在进化的过程中进行了亚功能化,产生了具有编码更专一的底物特异性蛋白的后代基因,或表达模式更局限的后代基因。此外,在某些缺乏具有更专一的底物特异性蛋白FMO_GS-OX5底物的植物中发现了FMO_GS-OX5基因可能是由于该基因发生了新功能化,使得其可以催化其他的氧化反应。本研究的结果对于培育高抗病和高抗癌活性的芸苔属农作物,和进行代谢工程大量生产对人类有益的芥子油苷有着潜在的指导价值。