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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展
近日，作物所特色作物與南藥團隊聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學、南京林業(yè)大學、深圳基因組所和華南師范大學等單位在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、徐世強博士，深圳基因組所侯壯偉博士，華南師范大學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)大學王則夫教授為共同通訊作者；作物所蔡時可研究員，華南農(nóng)業(yè)大學周筱帆研究員、王少奎研究員，廣西大學張積森教授，華南師范大學陽成偉教授和水稻所趙均良研究員等對項目進行指導。
葉下珠科（Phyllanthaceae）包含超過2000個物種，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行了系統(tǒng)發(fā)育、分化時間估算、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雜的物種形成歷史。
該研究得到廣東省科技項目、廣東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所所長基金“懸賞制”項目和廣東省農(nóng)業(yè)科學院人才培養(yǎng)項目（優(yōu)秀博士和金穎之星人才項目）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
