生命学院杨足君教授团队在PNAS上发表科研成果

文:必威官网亚洲 韩曙光 图:杨足君 / 来源:生命学院 信息生物学研究中心 / 2020-03-13 / 点击量:2016

  近日,必威官网亚洲信息生物学中心和山东农业大学、以色列海法大学、青岛农业大学等研究团队人员合作完成的科研成果“Sympatric speciation of wild emmer wheat driven by ecology and chromosomal rearrangements”(生态选择和染色体重排驱动野生二粒小麦同域物种形成)发表在PNAS(《美国科学院院报》)上。山东农业大学作物生物学国家重点实验室的王宏伟副教授为论文第一作者,必威官网亚洲生命科学与技术学院杨足君教授、以色列海法大学进化研究所Eviatar Nevo教授、山东农业大学农学院孔令让教授为通讯作者。必威官网亚洲信息生物学研究中心为共同第一单位。

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  植物由于长期水稻大量的生物胁迫和非生物胁迫的影响,导致生态学因子的影响是植物物种分化的根本动力。但同一个地域内的物种分化是如何发生的,其遗传与进化机制十分缺乏。该论文利用以色列微进化峡谷(ECI)的3个野生二粒小麦群体作为模型,综合采用进化基因组学与分子细胞遗传学的方法,深入解析了生态选择是如何驱动物种的同地域物种分化的机制。    

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  利用基因芯片和基因组重测序,“进化峡谷”及其周围地区或国家的168份野生二粒小麦进行了群体遗传学分析,发现“进化峡谷”中采集的野生二粒小麦在进化树末端新进化出三个独立的种群(图A)。群体间杂交试验证明,SFS1群体与其他群体间杂种F1结实率出现了不同程度的降低,产生合子后生殖隔离(图B)。对SFS1群体的野生二粒小麦进行了根尖细胞原位杂交(FISH),发现该群体内出现大规模的染色体重排(图C),同域环境下野生二粒小麦群体利用了不同的适应性策略,即NFS群体抗真菌病害,SFS2群体通过早花躲避后期强辐射,SFS1不早花但直接进化出耐强辐射能力(图D),进而产生了不同的进化途径。

  本研究不但为植物领域非生物胁迫与生物胁迫驱动同域物种形成提供案例,同时也为小麦抗病抗逆分子育种提供优异基因资源,代表了目前植物研究领域的世界领先水平。


  论文链接:

  http://www.pnas.org/content/early/2020/02/27/1920415117



编辑:林坤  / 审核:林坤  / 发布者:林坤