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西藏大學(xué)拉瓊教授課題組對(duì)青藏高原植物基因組適應(yīng)性進(jìn)化研究取得階段性成果

媒體:中國(guó)西藏新聞網(wǎng)  作者:內(nèi)詳
專業(yè)號(hào):西藏林業(yè)廳 2019/4/23 12:32:10

本網(wǎng)拉薩4月22日訊(記者 王莉)近日,西藏大學(xué)“生態(tài)學(xué)”一流學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人、博士生導(dǎo)師拉瓊教授課題組在國(guó)際著名期刊——美國(guó)科學(xué)院院刊(PNAS)在線發(fā)表了題為“Genome of Crucihimalaya himalaica, a close relative of Arabidopsis, shows ecological adaptation to high altitude”的研究論文,對(duì)青藏高原特有分布的植物須彌芥進(jìn)行了基因組適應(yīng)性進(jìn)化研究。該結(jié)果在高水平學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表,標(biāo)志著西藏大學(xué)“生態(tài)學(xué)”一流學(xué)科建設(shè)已取得了階段性重要成果。

該課題組利用二代和三代高通量測(cè)序技術(shù),組裝得到了234.72Mb的須彌芥基因組,包括27019個(gè)預(yù)測(cè)的基因。通過(guò)與近緣物種相比較,須彌芥基因組中抗病相關(guān)的基因發(fā)生了縮減,可能與青藏高原病原菌較少有關(guān)。另外,須彌芥中擴(kuò)張的基因家族和受到強(qiáng)烈自然選擇的基因都與泛素介導(dǎo)的蛋白水解和DNA損傷修復(fù)有關(guān)。這兩個(gè)途徑都是屬于綜合的抗逆過(guò)程,對(duì)于青藏高原復(fù)雜多變的特殊環(huán)境可能起到重要作用。須彌芥中與自交親和性相關(guān)的雄蕊識(shí)別SCR基因變成假基因,雌蕊識(shí)別SRK基因完全丟失,這是導(dǎo)致須彌芥自交親和的根本原因,也可能是適應(yīng)青藏高原傳粉昆蟲(chóng)少的一種策略。課題組的研究發(fā)現(xiàn),植物與動(dòng)物對(duì)青藏高原的適應(yīng)機(jī)制既有相似點(diǎn)(DNA修復(fù)途徑、抗病途徑),也有不同點(diǎn)(植物自交親和性、植物激素途徑)。該研究為青藏高原植物適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)制提供了新的線索。

青藏高原是世界屋脊、世界第三極,擁有復(fù)雜的極端環(huán)境,同時(shí)還是世界生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū),為研究生物在特殊環(huán)境的適應(yīng)性進(jìn)化提供了不可多得的天然實(shí)驗(yàn)室。近年來(lái),生物適應(yīng)青藏高原極端環(huán)境的基因組研究主要側(cè)重于藏族人對(duì)低氧的適應(yīng),以及多種動(dòng)物(牦牛、藏豬、藏獒、藏雞、藏羚羊等)對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制,并取得了一系列重要的研究成果。然而到目前為止,除了人工馴化的青稞之外,全基因組水平的野生植物適應(yīng)青藏高原極端環(huán)境分子機(jī)制的研究有待深入。

該成果由中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所、西藏大學(xué)、云南大學(xué)及比利時(shí)根特大學(xué)等國(guó)內(nèi)外多個(gè)科研院所合作完成,得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的資助。該課題是西藏大學(xué)教育部長(zhǎng)江學(xué)者鐘揚(yáng)教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)多年的研究成果,文章共同通訊作者拉瓊教授是鐘揚(yáng)教授培養(yǎng)的藏族博士,共同作者還有理學(xué)院德吉副教授、劉怡萱講師、劉天猛博士和明升平碩士等。

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