北京基因組研究所Plantcell基因組研究新成果

　　來自中科院北京基因組研究所、荷蘭瓦赫寧根大學和中科院/馬普學會等10多家機構的研究人員組成的一個研究小組，通過測序及分析醉蝶花(Tarenaya hassleriana)的基因組提供了關于十字花科植物繁殖性狀和基因組進化的新認識。相關研究發表在植物學權威期刊The Plant Cell雜志上。

　　十字花科植物是中國蔬菜類作物中種植面積最大的一類，也是開花類植物中很有經濟價值的科目，包括許多重要的蔬菜、花卉、油料、飼料及藥用作物，在我國農業生產中占有重要的地位。比較分析該科植物與其他農作物物種，對于了解十字花科作物的起源、演化、分化和分類，充分利用十字花科物種豐富的遺傳資源，培育和創建十字花科優良品系提高產量具有重大的理論和實踐意義。

　　擬南芥和蕓薹屬作物是當前研究最廣泛的十字花科植物。由于豐富的基因組和功能分子數據使得十字花植物長期被作為了解基因、基因組和性狀進化的理想模式生物。然而，一直以來推斷進化改變方向性所需的系統發育同源物種基因組信息仍較為匱乏。

　　為了充分利用對十字花科植物系統的基礎性狀和基因組認識，將同線性分析擴展至親緣關系更遠的農作物，研究人員對來自醉蝶花科(Cleomaceae)的醉蝶花進行了基因組測序和分析。醉蝶花科是十字花科的系統發育姊妹家族，兩個譜系分化才只有3800萬年。十字花科和醉蝶花科具有許多相同的性狀，但也有一些重要的差異。

　　在這篇文章中，研究人員通過比較分析兩個譜系，證實在遠古的多倍體和基因復制事件及之后基因組進化影響了重要的繁殖性狀。研究人員發現醉蝶花中的遠古基因組三倍化獨立于十字花科特異性的全基因組復制及基因組三倍化。

　　利用姐妹譜系基因組分析，研究人員檢測了植物發育基因的狀態，證實十字花科植物的MADS基因數量是醉蝶花中的兩倍，有可能促成了十字花科植物形態多樣性。他們還對十字花科植物中自交不親和性相關基因家族進行了同線性分析，發現重要的SERINE RECEPTOR KINASE基因源自一次譜系特異性的串聯復制。

　　這一醉蝶花基因組對于未來進一步地研究及闡明十字花科植物基因組進化史具有重要的意義。