青藏高原具有低溫、強風和強輻射等極端環(huán)境特點，是全球生物多樣性的熱點地區(qū)。模式植物擬南芥在全球廣泛分布。西藏地區(qū)自然分布的擬南芥為探討植物如何適應極端環(huán)境提供了理想材料。
中國科學院植物研究所研究員郭亞龍與徐永超團隊，聯(lián)合北京大學教授顧紅雅，聚焦青藏高原海拔約4000米的擬南芥自然群體材料，將其與海拔約1600米的親緣關(guān)系較近的云南低海拔生態(tài)型進行對比研究。研究通過基因組、表型組與分子遺傳學等綜合分析揭示了模式植物適應高海拔環(huán)境機制。
多維組學的比較分析發(fā)現(xiàn)，西藏生態(tài)型基因組含有更多的重復序列和基因丟失，而群體遺傳分析表明，西藏擬南芥有效群體大小在全球擬南芥群體中最小且具有典型孑遺群體的特征。研究利用全生育期的表型比較分析發(fā)現(xiàn)，在15個性狀中，有10個性狀在兩種生態(tài)型間有顯著差異。進一步，研究聚焦10個有顯著差異的性狀，基于F2群體與親本的比較進行選擇分析，發(fā)現(xiàn)角果密度受自然選擇。研究發(fā)現(xiàn)，角果密度差異受赤霉素合成途徑中的GA20ox1基因調(diào)控。GA20ox1的功能缺失變異在全球多個地區(qū)的高海拔適應中起到重要作用，說明GA20ox1的平行進化促進擬南芥的高海拔適應。
這一研究揭示了植物適應性進化機制的可行性和重要性，強調(diào)了自然群體中環(huán)境適應性基因研究對育種實踐的重要價值。
近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國科學：生命科學》（SCIENCE?CHINA Life Sciences）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院的支持。
論文鏈接
角果密度受到自然選擇促進高山適應
本文鏈接：研究揭示模式植物適應高海拔環(huán)境機制http://m.sq15.cn/show-12-610-0.html
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