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武汉植物园在古老孑遗植物独叶草基因组学研究中获进展

2020-08-04 武汉植物园
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  我国植物资源丰富,但也有植物处于濒危状态。随着物种消失的数量和速率急剧增加,探究其濒危机理并实施有效保护迫在眉睫。独叶草隶属于毛茛目星叶草科,为星叶草科仅存的两个物种之一。独叶草对生境非常挑剔,分布范围异常狭窄,仅在我国狭域分布,且分布范围日渐缩小,为国家一级濒危珍稀植物。

  中国科学院武汉植物园系统与进化学科组长期聚焦川东-鄂西物种多样性研究。为探讨独叶草的濒危机制,联合植物生物信息学学科组,对独叶草的全基因组进行测定以及组装,获得大小为1,004.7-Mb的基因组草图,并进行相关分析。研究发现与DNA修复有关的基因家族在独叶草的基因组中发生明显扩张,而与环境响应相关的基因家族则发生明显收缩;结果显示大部分叶绿体ndh基因在独叶草的基因组中发生了丢失。

  研究人员推测,独特的无性繁殖系统及壮大的DNA修复系统共同降低了独叶草的遗传多样性,进而降低了其环境适应能力;与环境响应相关的基因家族数量的收缩以及ndh基因的丢失可能跟独叶草长期适应单一稳定的生境有关。独叶草当前极度濒危状态是气候变化、生境萎缩以及本身环境适应能力退化共同作用的结果。独叶草这一类弱小草本的生存是生态系统长期稳定的结果,也显示出物种之间的相互依存,因此,为了保护这些竞争能力较差的物种,同时保护整个生物多样性,对整个生态环境的保护是必需的。

  相关研究成果以Genome Sequencing of the Endangered Kingdonia uniflora (Circaeasteraceae, Ranunculales) Reveals Potential Mechanisms of Evolutionary Specialization为题,发表在Cell旗下新刊iScience上。研究工作得到武汉植物园科研骨干人才计划项目的支持,武汉植物园孙延霞、张爱娣为论文共同第一作者,武汉植物园研究员王恒昌与青年研究员张秀军为论文共同通讯作者。

  论文链接 

独叶草基因组学分析

打印 责任编辑:侯茜

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