多组学解析喜马拉雅野生二倍体桑树(Morus serrata Roxb.)基因组扩张与生长优势丧失的分子机制

来自喜马拉雅地区的研究人员针对多倍体基因组维持成本高的问题，以野生桑树Morus serrata Roxb.为模型，通过表型组(phenome)、重复序列组(repeatome)和转录组联合分析，发现DNA转座子驱动的基因组扩张导致该物种需投入大量转录资源维持TE(转座元件)扩增的大基因组，最终丧失生长优势。该研究为天然多倍化过程提供了新的结构-功能见解。

　　

重复元件在基因组扩张、基因调控和功能性状表达中扮演关键角色，但会显著增加多倍体基因组的维持成本。喜马拉雅地区野生树种齿叶桑(Morus serrata Roxb.)的多倍体基因组展现出独特特征：表型分析揭示其细胞大小、分裂速率和化学计量平衡等典型多倍体性状在桑属物种复合群中独具特色。基因组数据显示，全基因组重复DNA景观(repeatome)特别是DNA转座子，在该物种基因组扩张过程中起到核心作用。转录组分析则发现，转座元件(TEs)转座相关基因和核酸代谢基因显著富集。综合多组学证据表明，齿叶桑将大量转录资源用于维持由TEs扩张形成的大基因组，导致其生长优势较桑属(Morus L.)其他物种有所下降。这项研究为理解天然多倍化的结构-功能关系及生长优势丧失机制提供了新视角。