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植物所科研人员等合作在高山植物适应性进化方面取得新进展

高山地区具有非常丰富的生物多样性,但人们对植物如何适应高海拔环境的生长策略知之甚少。蔷薇科金露梅(Dasiphora fruticosa)是泛喜马拉雅高山地区的优势灌丛,具有重要的生态和经济价值,对高原环境具有很强的适应性,是研究植物如何适应高原环境的理想体系。

中国科学院植物研究所和华大研究院合作完成了金露梅高质量基因组组装,基于重测序的592个自然群体材料,探究了该物种适应高海拔环境的奥秘。群体遗传分析的结果表明,金露梅在第四纪冰期经历了瓶颈效应;两对高低海拔的姊妹群体的正选择分析揭示了63个基因在多地的高海拔适应过程中起重要作用,这些基因与植株矮化、耐低温、抗紫外胁迫及其他生物或非生物胁迫的耐受性相关;更为重要的是,科研人员发现近交促进遗传负荷清除是金露梅适应高海拔环境的重要机制。研究揭示了金露梅适应高山环境的两种主要策略:高海拔适应相关的有利突变受到正选择;更为关键的是,尽管高海拔群体经历了瓶颈效应,有害突变并没有累积,而是通过近交得以清除。

该成果于近日在线发表于国际期刊Molecular Biology and Evolution上。植物所杨福生研究员、华大研究院刘敏副研究员和郭兴副研究员为共同第一作者,植物所郭亚龙研究员和华大研究院刘欢研究员为通讯作者。植物所葛颂研究员、王强研究员及华大研究院徐讯研究员等参加了研究。该研究得到国家自然科学基金委、中国科学院战略重点研究计划项目、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、华大研究院及植物所系统与进化植物学国家重点实验室的资助。

文章链接:

https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msae099/7676687?login=true

(进化实验室供稿)

金露梅高山生境及其适应机制。A,西藏自治区阿里地区冈仁波齐山金露梅(Dasiphora fruticosa)的自然生境;B,金露梅高山适应机制。

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