山药受体样激酶泛基因组演化与适应性机制研究

《Plant Molecular Biology》：Pan-genomic insights into RLK family evolution and adaptation in Dioscorea alata

本研究针对重要薯类作物参薯（Dioscorea alata）因炭疽病、花叶病毒等病害导致的减产问题，通过构建七套染色体级别基因组，系统解析其RLK基因家族泛基因组特征。研究发现全基因组/片段复制驱动亚家族特异性扩张，胞外域重组与选择压力共同塑造RLK功能多样性，为作物抗病育种提供演化理论基础。

　　

参薯（Dioscorea alata）作为保障全球粮食安全的重要块茎作物，深受炭疽病、山药花叶病毒和块茎腐烂病等病害威胁。受体样激酶（RLK）在植物免疫信号传导中起核心作用，但其在参薯中的演化机制尚不明确。本研究利用七套染色体级别参薯基因组，构建了包含4,119个RLK基因的泛RLK组，涵盖48个亚家族。分析显示RLK总数变异较小，但多个染色体热点区域存在由全基因组/片段复制驱动的亚家族特异性扩张。系统基因组学重建揭示了广泛的胞外域交换、融合与缺失事件，促进了RLK结构多样性。选择压力分析表明，纯化选择维持了核心RLK功能，而正选择推动了胁迫相关亚家族的适应性演化。该研究从泛基因组层面揭示了参薯RLK家族的演化规律，阐明了复制机制与结构域可塑性如何共同支撑这一重要作物的功能创新与环境适应。