多倍体化后基因组重塑与五加科生态表型多样化的关联研究

《Nature Communications》：Divergent genome fractionation and adaptation following polyploidy in the Araliaceae

　　

摘要

多倍体化/二倍体化的周期性是驱动真核生物进化的重要力量。目前尚不清楚多倍体形成后祖源基因组的重新洗牌与进化和生态多样化之间的关联。五加科（Araliaceae）包含1500多种多样化的草本、灌木和木本植物，该科经历了多次多倍体化/二倍体化事件，并适应了不同的森林生态系统生境。本研究利用20个基因组/亚基因组和561个转录组，表明现存五加科植物的基因组架构和转录景观经历了与多倍体化/二倍体化相关的重塑。表型比较显示，五加科中系统发育上不同的物种反复进化出阴生和开阔生境表型，伴随叶片形态、光合效率和碳同化能力的变化。光形态建成（如PhyB和PIFs）和光合作用（如Lhcb-1和Rubisco）网络的不均衡基因分化与转录重塑与这种生态适应相关联。我们的研究提供了证据，表明多倍体形成后的基因组重新洗牌和分化与表型和生态多样化相关。