马兜铃参考基因组为开花植物进化提供新见解

近日，中国科学院植物研究所焦元年教授领导的课题组报告了马兜铃的高质量基因组序列，为被子植物进化、花发育和化学生物合成提供了新的见解。

相关成果在线发表于《自然植物》。

的马兜铃属属于顺序胡椒目，驻留在木兰类植物内，则Mesangiospermae的早期发散谱系。几个世纪以来，该属以其高度专业化的花卉和广泛的药用应用而闻名。

在这项研究中，研究人员发现A. fimbriata是数百个测序的开花植物基因组中的第二个基因组，自现存被子植物起源以来，它缺乏任何谱系特异性全基因组重复 (WGD)。唯一的另一个是Amborella(所有其他活被子植物的姐妹)。

使用这样的参考基因组，研究人员能够在 Piperales 中识别出两个被忽视的 WGDs，并澄清先前报道的 Magnoliales 和 Laurales 中 WGDs 的时间。

“我们对这个物种的 WGD 历史感到惊讶，”该研究的通讯作者焦教授说。“它为开花植物的其他比较基因组学和进化研究提供了一个真正特殊的参考基因组。”

研究人员使用这个出色的参考基因组，在木兰科植物和单子叶植物中发现了一种在真双子叶植物中缺失的共享染色体排列事件。这一发现表明木兰科和单子叶植物是姐妹进化枝，双子叶植物是它们的姐妹谱系。

科学家们面临着使用基于序列数据的系统发育推断来解决这三个进化枝之间关系的挑战。然而，通过研究基因组结构变异，他们能够克服快速多样化过程中产生的信息序列差异的不足。

研究人员还破译了A. fimbriata基因组，用于其高度专业化的花发育和天然产物生物合成的功能基因组学研究。

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