您当前位置:首页 > 智库 > 科研进展

华南植物园在荠菜亚基因组表达分化研究中取得新进展

2018-10-11     来源:中国科学院

    基因组多倍化对植物进化起着重要作用,一直是生命科学研究领域的一个热点。一方面,多倍化增加了杂合性和等位基因多样性,从而增强了居群的可塑性和适应能力;另一方面,多倍化可能是进化的死胡同,许多重复拷贝最终将丢失。研究多倍体基因组和转录组的分化对理解重复拷贝丢失的概率,以及驱使其丢失的机制具有重要意义。荠菜(Capsella bursa-pastoris)是非常年轻的异源多倍化物种,约在10-30万年前由祖先种Capsella grandifloraCapsella orientalis自然杂交后再加倍形成。过去研究发现亚洲荠菜居群和欧洲居群的遗传分化较大,然而亚洲居群的遗传多样性非常低,且荠菜从起源地中东地区传入亚洲仅有约1000年历史。有趣的是,尽管遗传变异很小,亚洲居群却能在多种多样的环境中存活,比如在中国,从南方亚热带气候到西北干旱半干旱气候和东北寒带气候,从东部低海拔沿岸到西部青藏高原,荠菜都能够适应。因此,中国荠菜是研究异源多倍体在短期进化过程中的表达分化机制和环境适应性的理想选择。

  中国科学院华南植物园分子生态学组博士黄慧润等对25个荠菜个体进行了基因组测序,揭示这些个体可分为三组:西北地区(新疆)、西部高海拔地区和东部低海拔地区。此外,通过比较32个荠菜个体的转录组测序数据,对这些个体的总体表达量和亚基因组表达量分化进行了分析。在总体表达量上,虽然西北地区的个体能够和其它个体分开,但是在中国的大部分地区,总体表达量均没有分化(图1abc)。然而,亚基因组的相对表达量却显示出与遗传结构一致的分化,即分为西北地区、西部高海拔地区和东部低海拔地区(图1d)。此外,两个亚基因组相对表达量的改变也呈现负相关。而亚基因组的表达分化并没有检测到与基因组分化相对应的适应性信号。这些发现与compensatory drift model一致,揭示亚基因组的表达漂变可能是重复基因进化的主要驱动力。这种中性漂变作用在短期内驱使荠菜亚基因组表达发生了居群分化,而在长期进化中可能会导致重复拷贝最终丢失。

  该研究的国际合作团队包括加拿大多伦多大学教授Stephen I. Wright和瑞典乌普萨拉大学教授Martin Lascoux。研究相关结果已正式发表在国际植物学期刊New Phytologist上。

    论文链接

 

  图1 表达量主成分聚类分析。(a)和(b)表示对25098个基因的总体表达量的聚类分析,两图区别是是否包含Capsella orientalis个体;(c)8640个基因的总体表达量的聚类分析,这些基因用作亚基因组分化研究;(d)8640个基因的两个重复拷贝相对表达量的聚类分析。黄色:C. orientalis个体;蓝色:东部个体;红色:西部个体;绿色:西北个体。

【免责声明】本网站发布的资料部分来源于互联网,转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网络投稿和发布、编辑整理上传,对此类作品本站仅提供交流平台,不为其版权负责。如果您发现网站上有侵犯您的知识产权的作品,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除。

返回科技网首页>>


文章关键字: 荠菜  华南  基因组

本页地址:http://www.kejiwang.cn/pit/kyjz/20181011/1556985.html
热门点击:
  • 物理所层状氮化物中电场诱导的稳态超导电性研究取得进展
    物理所层状氮化物中电场诱导的稳态超导电性研究取得进展

    中国科学院|2018.09.14

      近年来,利用离子液体作为电介质进行电场调控物性的研究引起了凝聚态物理领域的极大关注,其中电荷双层三极管成为一种典型的电场调控工具。通过改变栅极电压的方向和大小,相应类型的载流子能够在纳米级厚度的样品表面聚集,进而改变样品表面附近的物理属性。因此,具有干净且平整表面的层状化合物往往是此类研究的对象。但是,此类电场诱发物性的最重要特点是,一旦在电介质的液体状态下释放栅极电压,这类电荷双层诱导的局域

    热度:
    热度:

  • 武汉物数所在<SUP>31</SUP>P探针分子NMR技术表征固体酸<BR>催化材料酸特性领域取得进展
    武汉物数所在31P探针分子NMR技术表征固体酸
    催化材料酸特性领域取得进展

    中国科学院|2018.09.14

      近日,中国科学院武汉物理与数学研究所研究员郑安民团队在31P-NMR探针分子技术的酸性表征应用研究中取得新进展,相关研究结果在线发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)杂志上。  酸催化是现代化工生产中最重要的催化反应之一,酸催化剂的催化性能与其酸性密切相关。以分子筛为代表的环境友好型固体酸催化剂替代具有腐蚀性和污染性的液体酸催化剂已经成为必然趋势。相对于液体酸催化剂的酸性

    热度:
    热度:

  • 自动化所在基于全脑功能连接的人类气质评分个体化预测方面获进展
    自动化所在基于全脑功能连接的人类气质评分个体化预测方面获进展

    中国科学院|2018.09.13

    人类的气质个性 (temperament) 作为一种基本的内在特质,是由包含认知、情感和行为在内的多维属性组成的,它影响着人们在生活中方方面面的表现,如工作积极性、社交关系、社会态度等。其中回避伤害性(HA)、探求新奇性(NS)、奖赏依赖性(RD)和坚持有恒性(PS)是四种常见的人格气质指标,反映了人们在特定环境中对危险、新奇以及奖励等刺激的自发反应。已有研究显示,人类的气质性格受遗传因素

    热度:
    热度: