全基因組測序揭示喀斯特植物適應性進化機制
中國南方喀斯特起源古老、分布廣泛。該地區氣候溫和、水分充足，廣泛分布的峰林、峰叢、溶洞、天坑等復雜的地貌形態形成獨特的島嶼化生境，被認為是生態與進化研究的“天然實驗室”。經過漫長的演化，華南喀斯特地區孕育了高度的物種多樣性和特有性。喀斯特植物是我國植物多樣性和特有性的重要組成部分，但迄今為止對喀斯特植物的多樣性起源和適應性進化的理解還非常缺乏。全基因組復制（WGD）被認為是物種分化和適應性進化的重要驅動，但被子植物中特定的基因組復制事件在物種多樣性形成及適應性進化過程所起的作用并不清楚。
中科院華南植物園康明研究組科研人員馮超等科研人員完成了首個喀斯特植物懷集報春苣苔的全基因組測序。在此基礎上發現該物種在經歷了雙子葉植物共有的γ基因組復制事件后，又經歷了至少兩次近期的全基因組復制事件，其中最近一次基因組復制事件為長蒴苣苔亞族植物所共有，發生在大約20.6-24.2百萬年前（中新世早期）。推測認為最近一次基因組復制事件可能促進了長蒴苣苔亞族早期的物種快速分化，并導致了大量基因的滯留。進一步富集分析發現全基因組復制導致懷集報春苣苔基因組一些與喀斯特特殊生境相關的基因家族的顯著擴張，如WRKY轉錄因子顯著擴張可能有助于懷集報春苣苔適應喀斯特洞穴高鹽缺水的特殊生境。
該研究得到中國科學院B類先導科技專項及廣東聯合基金重點項目等資助。相關研究結果已在線發表在國際植物學重要期刊New Phytologist（《新植物學家》）上。
論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.16588
圖1. 懷集報春苣苔經歷了2次近期的全基因組復制事件
