作为进化的主要驱动力，多倍体(基因组重复)在开花植物生命树的不同进化阶段普遍存在。然而，人们对多倍体核中祖先基因组之间的相互作用(通常涉及亚基因组优势)知之甚少。
竹子在物种和形态上表现出极大的多样性，由少量草本、主要为二倍体的分支(约 126 种)和三个主要的多倍体木本分支(约 1,576 种)组成。作为适应森林栖息地的最重要的植物谱系之一，木本竹 (WB) 表现出独特的生物特征，例如快速生长(高达 114.5 厘米/天)和同步(通常为单果)开花(~30- 60 年)。
中国科学院昆明植物研究所李德柱研究员课题组与美国科学家合作，提出了木本竹起源和多倍体化的精细模型。
他们的研究揭示了竹子进化早期木本谱系的二倍体祖先之间反复发生的杂交事件，随后是多倍体化，以及祖先木本谱系和草本谱系之间的基因渗入。
李教授团队长期致力于竹子的系统进化研究。在他们之前报告四种竹子基因组草图的工作中，他们提出了涉及杂交和多倍体化的WB的网状起源。
“为了对不同倍性水平和广泛的系统发育多样性的竹子进行更全面的研究，我们对两种草本竹子和每个木本谱系的三个代表性物种进行了采样，”李说。
在昆明植物所野生种质库的支持下，国际团队利用三代测序技术，成功获取了11个代表性竹种的染色体水平基因组序列。他们收集了 476 个竹子样本的转录组数据并进行了测序，这些样本涵盖不同的组织和不同的生长阶段。
使用多组学方法，该团队确认了 WB 的四个不同亚基因组的存在：A、B、C 和 D。
进一步的研究表明，尽管多倍化和随后的大规模物种多样化已经过去了 12 至 20 Ma，但 WB 仍表现出显着的核型稳定性，在亚基因组水平上保持了 12 条禾本科染色体的祖先状态。
“我们的研究表明，C 亚基因组在两个四倍体谱系中具有明显的优势，这反映在一系列特征上，包括基因组大小、基因分级、基因组重排、转座元件和基因表达，”LI 说。
然而，六倍体谱系的优势模式更加动态，优势逐渐从 C 亚基因组转移到 A 亚基因组。
进一步的分析表明，占主导地位的 C 亚基因组与六倍体进化枝中的 A 亚基因组一起，对 WB 独特性状的进化以及可能对森林栖息地的适应性辐射贡献最大。
这项工作强调了使用进化枝范围的基因组序列组装来增进我们对多倍体植物亚基因组进化的理解的效用。
这项工作的结果在线发表在《自然遗传学》杂志上，题为“ 11个竹种的基因组组装突出动态亚基因组优势诱导的多样化” 的文章。
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