《华南植物园对野生二倍体草莓系统发育和杂交渐渗研究获进展》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 姜丽华
  • 发布时间:2023-03-08
  • 杂交与渐渗在野生植物中广泛存在,并对物种形成与适应性进化产生重要影响,一直以来都是进化生物学和生物多样性研究的热点。然而,物种之间的频繁杂交与渐渗使得重建物种系统发育关系非常困难。遗传重组是产生变异的主要驱动力量之一,在生物进化过程中起着极其重要的作用。然而,重组率变异如何影响系统发育关系和杂交渐渗尚不清楚。野生二倍体草莓是重要的作物野生近缘种,广泛分布于世界温带地区,中国是其多样性分布中心与起源中心之一,蕴藏非常丰富的遗传变异,具有重要的发掘利用价值。

    华南植物园康明研究团队利用全基因组重测序数据重建了10个野生二倍体草莓(占所有野生二倍体草莓的83%)的系统发育关系,探讨了重组率变化对系统发育关系和基因组渐渗的影响,发现低重组率的基因组区域具有更低的杂交渐渗与不完全谱系分选,以及更一致的系统发育信号,可以反映更真实的系统发育关系(图1,图2)。野生二倍体草莓存在复杂且广泛的杂交渐渗,物种间平均渐渗率约占整个基因组的4.1%。渐渗更倾向于保留在高重组、低基因密度的基因组区域(图2)。祖先态模拟揭示了自交不亲和性状丢失后而重新获得。同时发现自交不亲和性状的重新获得可能与受到正选择的控制花粉识别的SLF基因的历史渐渗有关(图3)。该研究为野生二倍体草莓的进化历史和杂交渐渗的基因组特征提供了新视角,为杂交渐渗在植物交配系统转变中的作用提供了新证据。

    上述研究成果已在线发表于进化生物学顶级刊物Molecular Biology and Evolution(《分子生物学与进化》)。中国科学院华南植物园冯超副研究员和江苏省农科院果树所王静研究员为论文共同第一作者,华南植物园康明研究员为论文通讯作者,美国俄勒冈州立大学Aaron Liston教授参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青促会项目和华南植物园青年人才专项等项目的资助。文章链接:https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msad049/7067769

  • 原文来源:http://scib.cas.cn/kycg/kyjz_1/202303/t20230306_6689226.html
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    •   杂交与渐渗在野生植物中广泛存在,并对物种形成与适应性进化产生重要影响,一直以来都是进化生物学和生物多样性研究的热点。然而,物种之间的频繁杂交与渐渗使得重建物种系统发育关系非常困难。遗传重组是产生变异的主要驱动力量之一,在生物进化过程中起着重要作用。然而,重组率变异如何影响系统发育关系和杂交渐渗尚不清楚。野生二倍体草莓是重要的作物野生近缘种,广泛分布于世界温带地区,中国是其多样性分布中心与起源中心之一,蕴藏丰富的遗传变异,具有重要的发掘利用价值。   中国科学院华南植物园研究员康明团队利用全基因组重测序数据重建了10个野生二倍体草莓(占所有野生二倍体草莓的83%)的系统发育关系,探讨了重组率变化对系统发育关系和基因组渐渗的影响,发现低重组率的基因组区域具有更低的杂交渐渗与不完全谱系分选,以及更一致的系统发育信号,可以反映更真实的系统发育关系(图1和图2)。野生二倍体草莓存在复杂且广泛的杂交渐渗,物种间平均渐渗率约占整个基因组的4.1%,渐渗更倾向于保留在高重组、低基因密度的基因组区域(图2)。研究通过祖先态模拟揭示了自交不亲和性状丢失后重新获得,同时发现自交不亲和性状重新获得可能与受到正选择的控制花粉识别的SLF基因的历史渐渗有关(图3)。该工作为野生二倍体草莓的进化历史和杂交渐渗的基因组特征研究提供了新视角,为杂交渐渗在植物交配系统转变中的作用提供了新证据。   相关研究成果已在线发表于《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)。
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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-24
    • 樟科山胡椒属树种经济用途广泛。山胡椒属多数种类的种子富含脂肪,可供制皂及工业油用,如油料植物山胡椒(Lindera glauca);不少种类富含芳香油,可制香料及药用,如中草药三桠乌药(Lindera obtusiloba);一些种类的木材有香气,可供家具及文体用品等用,如缅甸著名木材黄金樟的树种山香果(Lindera metcalfiana)。然而,目前对于山胡椒属的物种界定是否合适尚存争议,尤其是山胡椒属、木姜子属和月桂属等的系统关系还不明确。中国科学院西双版纳热带植物园博士研究生赵美丽及其合作者在副研究员宋钰和研究员徐增富的指导下,利用32种樟科植物的叶绿体基因组探讨了山胡椒属植物与其它10属植物的系统关系。 新测序的山胡椒属植物叶绿体基因组大小为152211 bp至152968 bp,与潺槁木姜子(Litsea glutinosa152618 bp)及月桂(Laurus nobilis 152750 bp)的叶绿体基因组大小相近。利用叶绿体基因组全序列构建的系统进化树表明:山胡椒属的黑壳楠(Lindera megaphylla)和潺槁木姜子及月桂形成一组,与香叶树(Lindera communis)、山胡椒和绒毛山胡椒(Lindera nacusua )形成第一分支;其余五种山胡椒属的北美山胡椒(Lindera benzoin )、团香果(Lindera latifolia)、山香果、三桠乌药和海南山胡椒(Lindera robusta)形成第二分支;两个分支构成的属群与由樟属、檫木属和甘蜜树属组成的属群相邻近;增加已公布条形码数据的山胡椒属植物后,第二分支可进一步再分为三组。上述结果确认了山胡椒属为复系类群,提示山胡椒属所处的属群需要分类修订。 该成果以Comparative chloroplast genomics and phylogenetics of nine Lindera species (Lauraceae) 为题发表于国际期刊《科学报告》(Scientific Reports)。该研究得到了国家自然科学基金委(31600531)、中国科学院“西部之光”(Y7XB061B01)和中国科学院东南亚生物多样性研究中心(Y4ZK111B01)等项目的资助。