基因组解析薇甘菊入侵性:基因家族扩张、转座元件与表达可塑性的协同进化机制

【字体: 时间:2025年08月17日 来源:New Phytologist 8.1

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  薇甘菊(Mikania micrantha)作为极具侵略性的攀援藤本,其分子入侵机制长期不明。研究人员通过染色体级基因组组装(1.53Gb)及比较基因组学分析,揭示该入侵种相较于同属原生种M. cordata(1.68Gb)存在三大关键差异:生长/防御基因家族扩张、转座元件(TE)驱动的基因组多样性、以及胁迫相关旁系同源基因的表达可塑性。全基因组重测序显示中国南方种群存在多重引入导致的基因渗入,生长素信号通路(miR167a-ARF8)调控可塑性及苯并恶唑烷酮(BX)生物合成基因的拷贝数优势共同构成其入侵竞争力。该研究为靶向生长素通路的防控策略提供新思路。

  

薇甘菊(Mikania micrantha)这个"植物界入侵者"的基因组藏着惊人的生存密码。科学家们首次绘制出这个侵略性攀援藤本的染色体级基因组图谱(1.53Gb),并与其同属原生种M. cordata(1.68Gb)展开精彩对决。比较基因组学发现三大制胜法宝:首先是"军火库扩张"——与生长防御相关的基因家族显著扩增;其次是"基因组变形术"——转座元件(TE)疯狂活跃创造遗传多样性;最后是"基因分身术"——胁迫相关旁系同源基因展现惊人表达可塑性。

全基因组重测序揭露中国南方种群存在"混血"现象,多重引入导致基因大融合。更精彩的是生长素信号通路中miR167a-ARF8这对"分子开关"的调控可塑性,让薇甘菊具备超强环境适应力。其"化学武器库"苯并恶唑烷酮(BX)生物合成基因的拷贝数碾压原生种,这种"生化防御加成"可能是其横扫生态系统的秘密武器。该研究不仅解码了"超级入侵者"的基因组兵法,更为靶向生长素通路的精准防控提供了新靶点。

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