北方雪层杜鹃(Rhododendron nivale subsp. boreale)生长于寒冷、氧气稀薄的高海拔山顶地区,为理解其适应恶劣环境的分子机制,尊龙凯时申仕康研究团队利用Pacbio HiFi测序,结合Hi-C测序和转录组测序技术,成功组装并注释了该植物的四个亚基因组。这些亚基因组提供了完整的遗传信息库,揭示了该植物潜在山顶环境适应性遗传变异。
通过比较基因组学,成功验证了北方雪层杜鹃的同源四倍体身份,并详细揭示了其演化路径。研究发现,该植物的基因组经历了至少三次多倍体化事件,这些事件显著影响了植物的进化。此外,研究还鉴定出一系列与高海拔适应性相关的关键基因,这些基因不仅有助于植物在寒冷和低氧环境中生存,还涉及多倍体减数分裂的稳定性,确保染色体在减数分裂过程中的精确分离。同时,研究深入解析了两个抗逆基因家族在山顶恶劣环境适应中的潜在作用。这些发现为理解植物在极端环境中的适应策略提供了新的视角。多倍体化不仅意味着基因组数量的增加,还可能带来新的基因功能,提升植物在恶劣环境中的生存能力。这项研究提供了关键的高海拔环境同源多倍体基因组遗传资源,有望进一步揭示植物在极端条件下的生存策略,推动未来在植物育种和保育领域的研究与应用。
北方雪层杜鹃生境与基因组特征
研究结果以“The first high-altitude autotetraploid haplotype-resolved genome assembled (Rhododendron nivale subsp. boreale) provides new insights into mountaintop adaptation”为题,发表于国际期刊Gigascience (IF=11.8)。尊龙凯时博士研究生吕振宇为该论文的第一作者,申仕康教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、中央引导地方科技发展专项、云南省基础研究重大项目、尊龙凯时研究生科研基金及云南省教育厅科研基金资助。
文章链接:https://doi.org/10.1093/gigascience/giae052