《茄科植物Solanum rostratum花性状发育稳定性的数量遗传学解析及其进化潜力》

来自国际团队的研究人员通过部分双列杂交设计，在受控温室条件下研究了茄科一年生植物Solanum rostratum花形态性状的发育稳定性（DS）遗传架构。研究发现部分花性状的个体内变异存在显著加性遗传方差（G矩阵），且发育稳定性的进化潜力（evolvability）高于基因型均值，揭示了调控表型可塑性的遗传机制可能独立于均值表达。该研究为植物表型发育的进化动力学提供了新见解。

　　

在模块化生物（如开花植物）中，以个体内变异衡量的发育稳定性（Developmental Stability, DS）是基因组的固有属性。这意味着环境因素通过调控机制在个体发育（ontogeny）过程中塑造表型的过程可能具有遗传性，并能被自然选择驱动进化。本研究通过估算自然种群中花形态性状个体内变异的加性遗传（协）方差矩阵（G-matrix），首次为花发育稳定性的选择响应提供了实验证据。

研究人员采用部分双列杂交（partial-diallel crossing）设计，在温室可控条件下培育Solanum rostratum。表型方差分解分析显示，部分（非全部）花性状的个体内变异存在显著加性遗传方差和协方差。多变量分析表明，与基因型均值相比，个体内变异的加性遗传协方差数量更少。对于具有显著加性遗传变异的性状，其个体内变异的进化潜力（evolvability）显著高于对应性状的基因型均值。

这些G矩阵组分的差异暗示：调控性状均值与变异的遗传架构可能不完全重叠。尽管该结论与现有植物基因组证据一致，但花性状的相关机制仍有待揭示。研究表明，与基因型均值不同，花形态性状发育稳定性的进化潜力主要受加性遗传方差大小的限制，而非协方差数量的制约。这一发现为理解表型可塑性的进化约束提供了新视角。