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科学家提醒木本竹类一起性状演化之谜


  “竹子开花,立马搬迁”——我国一些区域传言,竹子开花之后不就后逝世,预示着坏事产生。从科学的视点来看,传言不攻自破。

  竹子分为木本竹类和草本竹类,只要木本竹类开花后逝世。木本竹类茎秆巨大,木质化程度高、营养成长几十乃至上百年,最长的可达120年,之后才开花逝世。相比之下,草本竹类一般仅几十厘米高,木质化程度低,与其它禾草相同每年开花结实。

  木本竹类的一起性状背面蕴含着怎样的科学原理?我国科学院昆明植物研讨所研讨员李德铢带领的研讨团队的一项新研讨标明,木本竹类二倍体先人之间的古杂交事情中存在“亚基因组的优势搬运”,导致了木本竹类一起性状的演化。

  近来,相关论文在《天然—遗传》上在线宣布。这一定论为研讨竹类植物物种多样化和一起性状的来源供给了多组学依据。

  在植物演化史的研讨中,多倍化或称基因组加倍始终是科学家重视的热门之一。木本竹类包含四倍体的温带木本分支、新热带木本分支和六倍体的旧热带木本分支约有1576种,占整个竹亚科种数的92.6%,主要是二倍体的草本分支仅有约126种。

  两种草本竹类植物和3个木本分支各3个代表种的基因组共线性(a)和旧热带分支代表种巨龙竹(b)与草本分支代表种(c)在植株上的巨大反差。研讨团队供图)

  科研人员介绍,竹类植物多倍化后,不同亚基因组怎么互作,这种互作又怎么样影响竹类植物物种多样化的遗传机制尚不明晰。

  在最新宣布的论文中,研讨团队依托国家严重科学技术基础设施我国西南野生生物种质资源库,成功获取了两个草本竹子和温带木本分支、新热带木本分支和旧热带木本分支各3个代表种染色体等级的基因组,还测序了包括竹子各安排和不同成长阶段的476份转录组数据。

  前期,他们提出了木本竹类的杂交和多倍化网状演化道路,并估测木本竹类的多倍化与其适应性性状的构成有关。

  通过归纳剖析,研讨团队在成功判定了木本竹类的A、B、C、D四套亚基因组的基础上,进一步提醒了木本竹类二倍体先人之间的古杂交事情。

  据介绍,A和D亚基因组是由B和C亚基因组前期杂交构成的,而且在两千二百万年前产生过A亚基因组与草本竹类先人的基因渐渗事情。

  研讨人员在基因组巨细、重复基因丢掉、重复序列、甲基化和染色体结构变异等多个视点,均观察到两个四倍体分支中亚基因组优势的独立来源现象,且优势亚基因组均为C亚基因组。而且,在六倍体分支中,亚基因组优势则体现得更为动态和多样化,呈现从C亚基因组到A亚基因组过渡的趋势。

  科研人员表明,这是初次在多倍体植物类群中报导的或许存在的亚基因组优势搬运现象,为了解多倍体植物的演化机制供给了研讨新方向。

  昆明植物研讨所研讨员马朋飞、副研讨员刘云龙、郭岑博士(现我国科学院西双版纳热带植物园)、金桂花博士和研讨员郭振华为论文一起榜首作者,李德铢为通讯作者。