昆明植物所揭示亞基因組在竹子進化中的作用

多倍化（基因組加倍）作為進化的主要驅(qū)動力，在開花植物進化樹的不同階段普遍存在。然而，人們對多倍化細胞核中親本基因組之間的相互作用還知之甚少，這通常涉及到亞基因組的優(yōu)勢。

竹子在物種和形態(tài)上表現(xiàn)出很大的多樣性，包括一個以二倍體為主的草本分支（約126種）和三個主要的多倍體木本分支（約1576種）。木本竹類是適應(yīng)森林棲息地的重要植物品系之一，具有快速生長和同步開花等生物學特性。

中國科學院昆明植物研究所李德銖研究員領(lǐng)導的團隊近日與美國科學家合作，提出了木本竹類起源和多倍化的精細模型。

這篇題為“Genome assemblies of 11 bamboo species highlight diversification induced by dynamic subgenome dominance”的論文于3月15日發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在竹子進化的早期，木本品系的二倍體祖先之間反復發(fā)生雜交事件，隨后出現(xiàn)多倍化，同時在木本品系和草本品系之間發(fā)生基因漸滲現(xiàn)象。

李德銖團隊長期以來一直致力于竹子的系統(tǒng)和進化研究。在之前報告四種竹子的基因組草圖的工作中，他們提出了木本竹類的雜交和多倍化網(wǎng)狀演化路線。

為了覆蓋不同的倍性水平和系統(tǒng)發(fā)育多樣性，研究團隊選擇了11個代表性物種進行基因組測序：兩種草本竹子和九種木本竹子，涵蓋三個分支：溫帶木本分支、新熱帶木本分支和舊熱帶木本分支。

在中國西南野生物種種質(zhì)資源庫的支持下，他們采用三代測序技術(shù)成功獲得了11個竹子物種的染色體級別的基因組序列。他們收集并測序了476份竹子樣本的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，這些樣本覆蓋不同的組織和不同的生長階段。

利用多組學方法，研究小組證實了木本竹類存在四套不同的亞基因組：A、B、C和D。

進一步的研究表明，盡管三次多倍化事件集中在2100萬年前至1200萬年前，但木本竹類卻表現(xiàn)出顯著的核型穩(wěn)定性，在亞基因組層面維持了禾本科祖先狀態(tài)的12條染色體。

研究表明，C亞基因組在兩個四倍體分支中具有明顯的優(yōu)勢，這反映在一系列的特征上，包括基因組大小、基因分離、基因組重排、轉(zhuǎn)座元件和基因表達。

然而，在六倍體分支中，亞基因組優(yōu)勢則表現(xiàn)得更為動態(tài)，呈現(xiàn)從C亞基因組到A亞基因組過渡的趨勢。

進一步分析表明，優(yōu)勢的C亞基因組以及六倍體分支中的A亞基因組對木本竹類獨特性狀的進化貢獻最大，或催生了它們的適應(yīng)性演化，使其在森林棲息地中成功繁衍。

這項工作強調(diào)了使用各個分支的基因組序列組裝的實用性，可促進我們對多倍體植物亞基因組進化的理解。

來源：AAAS

鄰二氯苯（o-Dichlorobenzene，化學式：C6H4Cl2）是一種有機化合物，屬于二氯苯類化合物。以下是鄰二氯苯的一些化學性質(zhì)：

1. 物態(tài)：鄰二氯苯為無色液體，具有特殊的芳香味道。

2. 溶解性：鄰二氯苯有較好的溶解性，可溶于有機溶劑如醇、醚和苯等，但在水中溶解度較低。

3. 穩(wěn)定性：鄰二氯苯相對比較穩(wěn)定，在常溫下不易分解，不易被空氣氧化。

4. 反應(yīng)性：鄰二氯苯在一些反應(yīng)中表現(xiàn)出以下特性：

   - 親電取代反應(yīng)：鄰二氯苯可通過親電試劑引發(fā)取代反應(yīng)。例如，與臭氧反應(yīng)可生成鄰二氯苯臭氧加合物。

   - 鄰位取代反應(yīng)：與少數(shù)條件下的親核試劑體系，鄰二氯苯的氯原子可被取代，發(fā)生鄰位取代反應(yīng)。

5. 毒性：鄰二氯苯對人體是有毒的，可能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟和腎臟產(chǎn)生不良影響。因此，在使用過程中要注意安全防護。

需要注意的是，鄰二氯苯是一種揮發(fā)性有機化合物，容易產(chǎn)生蒸汽，所以在處理和操作時需要提供良好的通風條件。同時，避免與強氧化劑、酸性物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，以免引起危險。