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    科研進(jìn)展

    華南植物園對野生二倍體草莓系統發(fā)育和雜交漸滲研究獲進(jìn)展

    發(fā)布時(shí)間:2023-03-06 作者:scbg 來(lái)源:華南植物園

      雜交與漸滲在野生植物中廣泛存在,并對物種形成與適應性進(jìn)化產(chǎn)生重要影響,一直以來(lái)都是進(jìn)化生物學(xué)和生物多樣性研究的熱點(diǎn)。然而,物種之間的頻繁雜交與漸滲使得重建物種系統發(fā)育關(guān)系非常困難。遺傳重組是產(chǎn)生變異的主要驅動(dòng)力量之一,在生物進(jìn)化過(guò)程中起著(zhù)極其重要的作用。然而,重組率變異如何影響系統發(fā)育關(guān)系和雜交漸滲尚不清楚。野生二倍體草莓是重要的作物野生近緣種,廣泛分布于世界溫帶地區,中國是其多樣性分布中心與起源中心之一,蘊藏非常豐富的遺傳變異,具有重要的發(fā)掘利用價(jià)值。

      華南植物園康明研究團隊利用全基因組重測序數據重建了10個(gè)野生二倍體草莓(占所有野生二倍體草莓的83%)的系統發(fā)育關(guān)系,探討了重組率變化對系統發(fā)育關(guān)系和基因組漸滲的影響,發(fā)現低重組率的基因組區域具有更低的雜交漸滲與不完全譜系分選,以及更一致的系統發(fā)育信號,可以反映更真實(shí)的系統發(fā)育關(guān)系(圖1,圖2)。野生二倍體草莓存在復雜且廣泛的雜交漸滲,物種間平均漸滲率約占整個(gè)基因組的4.1%。漸滲更傾向于保留在高重組、低基因密度的基因組區域(圖2)。祖先態(tài)模擬揭示了自交不親和性狀丟失后而重新獲得。同時(shí)發(fā)現自交不親和性狀的重新獲得可能與受到正選擇的控制花粉識別的SLF基因的歷史漸滲有關(guān)(圖3)。該研究為野生二倍體草莓的進(jìn)化歷史和雜交漸滲的基因組特征提供了新視角,為雜交漸滲在植物交配系統轉變中的作用提供了新證據。

      上述研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于進(jìn)化生物學(xué)頂級刊物Molecular Biology and Evolution(《分子生物學(xué)與進(jìn)化》)。中科院華南植物園馮超副研究員和江蘇省農科院果樹(shù)所王靜研究員為論文共同第一作者,華南植物園康明研究員為論文通訊作者,美國俄勒岡州立大學(xué)Aaron Liston教授參與了研究工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì )項目和華南植物園青年人才專(zhuān)項等項目的資助。文章鏈接:https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msad049/7067769

      

      

      圖1. 野生二倍體草莓系統發(fā)育拓撲結構在染色體上的變異揭示了廣泛的系統發(fā)育沖突

      

      圖2. 野生二倍體草莓廣泛的雜交漸滲及其與重組率和基因密度的關(guān)系

      

      圖3. 4個(gè)位于選擇性清除與高漸滲區域的控制花粉識別的SLF基因可能影響了野生二倍體草莓交配系統的轉變


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