比较基因组学揭示植物祖先核型与染色体进化轨迹的端粒中心模型研究

研究人员通过开发全基因组加倍整合分析工具包(WGD integrated analysis toolkit)，采用端粒中心模型(telomere-centric model)，基于基因共线性比较分析重建了多倍化反复发生的被子植物祖先核型(ACKs)和染色体进化轨迹(CETs)。该研究为解析植物染色体结构功能演变、基因组复杂性起源及重复基因进化提供了关键方法学突破。

　　

染色体作为遗传物质的核心载体，其结构演变规律一直是进化基因组学研究的焦点。通过重建祖先核型(Ancestral Cell Karyotypes, ACKs)和染色体进化轨迹(Chromosome Evolutionary Trajectories, CETs)，科学家们得以揭示植物基因组在亿万年演化过程中经历的结构重塑奥秘。

研究团队创新性地开发了全基因组加倍(Whole-Genome Duplication, WGD)整合分析工具包，该工具采用独特的端粒中心模型(telomere-centric model)，通过系统比较不同植物基因组内及基因组间的基因共线性(gene collinearity)关系，成功破解了经历多次多倍化(polyploidization)和基因组重排的被子植物染色体进化密码。

以禾本科三个代表性物种为范例，该研究方案详细展示了如何通过共线性基因解码技术实现：1) 关键进化节点祖先染色体重建；2) 从远古到现存物种的CETs追溯；3) 多基因组事件相关层级比对。特别值得关注的是，该方法能有效区分物种特异性多倍化事件与跨科属共享的基因组加倍事件。

这套标准化操作流程仅需基础的生物信息学技能（如公共数据库检索和Python程序运行），完成示例数据分析约需8小时。该技术的突破为理解染色体进化、基因组复杂性起源以及重复基因(duplicated genes)的演化机制提供了重要研究工具，将显著推动植物比较基因组学和进化发育生物学的研究进展。