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作物所在葉下珠科藥用植物基因組研究方面取得新進(jìn)展
近日，作物所特色作物與南藥團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、深圳基因組所和華南師范大學(xué)等單位在The Plant Journal（中科院一區(qū)，IF=7.2）發(fā)表了題為“Haplotype-resolved genomes of octoploid species inPhyllanthaceae family reveal a critical role for polyploidizationand hybridization in speciation”的研究論文，初步揭示了雜交與多倍化事件在葉下珠科形成過程中的重要作用。作物所李方平、徐世強(qiáng)博士，深圳基因組所侯壯偉博士，華南師范大學(xué)韓丹璐副教授等為論文共同第一作者；作物所王繼華研究員和南京林業(yè)大學(xué)王則夫教授為共同通訊作者；作物所蔡時(shí)可研究員，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)周筱帆研究員、王少奎研究員，廣西大學(xué)張積森教授，華南師范大學(xué)陽成偉教授和水稻所趙均良研究員等對項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)。
葉下珠科（Phyllanthaceae）包含超過2000個(gè)物種，大部分具有藥用功能。葉下珠科的物種具有多種不同的染色體倍性和復(fù)雜的演化歷史，其中守宮木屬與葉下珠屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系復(fù)雜。本研究對守宮木屬八倍體藥用植物龍脷葉（Sauropus spatulifolius）與葉下珠屬八倍體藥用植物油柑（Phyllanthus emblica）進(jìn)行了高質(zhì)量（無塌縮）分型基因組的組裝，其中，龍脷葉基因組共103條染色體，大小為4.88 Gb；油柑基因組共104條染色體，大小為1.82 Gb。此外，并重構(gòu)了已發(fā)表的四倍體物種守宮木和二倍體物種越南葉下珠基因組數(shù)據(jù)，對相關(guān)類群的物種形成歷史進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育、分化時(shí)間估算、Ks分布曲線等分析。結(jié)果表明，在48百萬年前，葉下珠科的祖先物種Ancester I（2n=2x=26）分化為二倍體倍性Ancester II（2n=2x=26）和Ancester III（2n=2x=26）。后者約在35 百萬年分化為Ancestor-A與Ancestor-B（2n=2x=26），且發(fā)生了雜交多倍化事件，形成了守宮木屬古老的四倍體祖先Ancestor-AB（2n=4x=52），約在30 百萬年時(shí)分化為出葉下珠屬多倍體祖先類群Ancestor-ASB（2n=4x=52）與守宮木屬多倍體祖先類群Sauropus clade（2n=4x=52）。而在后續(xù)的演化進(jìn)程中，葉下珠屬的祖先類群發(fā)生了一次同類群雜交或自發(fā)多倍化（p-WGD-2），形成了同源異源八倍體物種油柑（2n=8x=104）。守宮木屬祖先類群分化為兩支，一支最終演化為四倍體物種守宮木（2n=4x=52），另一支則經(jīng)歷了分化、雜交多倍化、染色體丟失等，最終演化為現(xiàn)存的非整倍體八倍體物種龍脷葉（2n=8x=103）。本研究揭示了多次雜交與多倍化事件共同塑造了葉下珠科復(fù)雜的物種形成歷史。
該研究得到廣東省科技項(xiàng)目、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所所長基金“懸賞制”項(xiàng)目和廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人才培養(yǎng)項(xiàng)目（優(yōu)秀博士和金穎之星人才項(xiàng)目）支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.16767
圖1 油柑與龍脷葉高質(zhì)量（無塌縮）分型基因組特征
圖2 葉下珠科物種形成歷史簡圖
