古天乐代言太阳集团张体操研究员在药用植物菥蓂生态适应方面取得新进展
发布日期:2021-08-03 浏览次数:
云中讯(通讯员 罗登丽)近日,古天乐代言太阳集团张体操团队与国内外多个课题组合作,利用高通量测序、群体基因组等技术解析了药用植物菥蓂适应不同海拔环境的分子机制,研究结果以“Genomic analysis of field pennycress (Thlaspi arvense) provides insights into mechanisms of adaptation to high elevation”为题发表于生物学一流期刊《BMC Biology》。
菥蓂是重要的十字花科药用植物、油料作物、能源植物和新模式植物。据神农本草经记载:菥蓂主明目,补五脏,益精光,久服轻身不老。中国药典记载:菥蓂清肝明目,和中利湿,解毒消肿。藏药“十三味菥蓂丸”具有清热、通淋、消炎止痛的功效。张体操团队从2010年开始研究菥蓂资源,发现该物种从东部沿海到青藏高原都有分布,海拔落差达到4500米,并在遗传多样性和表观遗传方面取得系列成果(An et al. 2015, International Journal of Molecular Sciences;Geng et al. 2020, Ecology and Evolution;Guan et al. 2020, Genes & Genetic Systems)。
为进一步探讨不同生态型的菥蓂如何适应极端海拔差异环境,该团队组装了菥蓂高质量基因组(527.3 Mb),并进行比较与进化分析(图1左)。在此基础上对高、低海拔的40株菥蓂进行群体基因组研究。通过自然选择分析(Fst,Pi,CLR)在高海拔群体中检测到130个可能参与适应的基因。菥蓂的高低海拔居群间开花时间存在显著差异,该研究发现高海拔种群FLC基因在第五个内含子剪切识别起始点GT突变为CT,并使氨基酸翻译提前终止导致FLC蛋白功能缺失,使植株提早开花以便适应高原较短的生长季(图1右)。该研究对植物如何适应海拔梯度环境提供了新线索。
论文链接:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-021-01079-0
图1. 菥蓂与近缘种的进化基因组学分析(左),菥蓂高海拔早花与低海拔晚花种群的FLC基因变异(右)。
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