【科學家構建高質量金粟蘭基因組圖譜】11月26日,《自然—通訊》以背靠背的形式在線發表了兩項由中國科研團隊主導的研究,這兩項研究填補了核心被子植物最後一個主要分枝——金粟蘭目的基因組訊息,為破解被子植物的早期演化曆程提供了更翔實的證據。

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被子植物是地球上數量最多、種類最豐富的植物類群。還原植物清晰的間親緣關系系統發育樹,對了解被子植物的起源和物種擴張過程至關重要。然而此前,核心被子植物5個分支之間的深層關系難以確定,其中金粟蘭目的系統位置是最核心的問題之一,這個分支也是核心被子植物最後一個缺乏基因組解析的類群。

深圳華大生命科學研究院數字化地球研究所所長劉歡研究組聯合美國佛羅里達大學Douglas E.Soltis研究團隊,構建了染色體級別的高質量精細基因組圖譜。研究發現,金粟蘭基因組中包含一定數目的超長基因(基因長度超過20K),這些超長基因的出現是由於大量長末端重複序列(LTR)插入導致基因內含子區域變長。

對基因組的進化分析發現,金粟蘭和同類群中的蛔形蘭屬、草珊瑚屬植物在約9800萬年至1.3億年前共享一次古老的全基因組加倍事件,同時發現金粟蘭與無油樟、葡萄在基因組區域的共線性關系具有較高的保守性。

除確定了金粟蘭目一直存在爭議的系統發育位置外,該研究還為金粟蘭目植物藥用和芳香化合物利用以及物種資源保護提供了科學支撐。

蘭州大學生態學創新研究院教授劉建全團隊同樣通過構建四川金粟蘭的高質量染色體級別基因組圖譜,繪制了該物種的串聯樹和溯祖樹,同時獲得了高可信度的拓撲結構,即金粟蘭目和木蘭類具有最近的親緣關系,且它們一起與金魚藻目和雙子葉植物構成姊妹關系,而單子葉植物是其他所有核心被子植物的姊妹枝。

同時,該研究也發現了大量的基因樹或葉綠體樹與物種樹不一致的情況,因此著重評估了不完全譜系分選(ILS)和雜交事件對此衝突的貢獻。

這兩項研究報道了高質量的金粟蘭基因組,填補了核心被子植物金粟蘭目的基因組訊息,並通過多種分析策略和方法,深入揭示了核心被子植物間的複雜演化曆程,為了解早期被子植物的起源、輻射進化以及適應性演化過程提供了數據支撐和理論基礎。http://t.cn/A6xaPO0O

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