酸浆属果实进化发育基因组变异机制获新进展

来源：中国科学报 2021-12-01 10:12:59

近日，中科院植物研究所研究员贺超英团队与合作者在酸浆属果实进化发育基因组变异机制上取得新进展，他们提出了“中国灯笼”这一形态创新起源的原创性模型，即“雄性育性遗传腐蚀-恢复”模型。相关研究成果发表于《园艺研究》。

茄科酸浆属宿存花萼在受精后随浆果发育迅速膨大，形成“中国灯笼”或膨大花萼综合征(ICS)这一创新形态，包裹浆果。然而，酸浆属果实形态、生化特性及其起源背后的遗传基础仍不够清楚。

为此，研究人员解析了第一个酸浆属物种染色体水平的参考基因组。通过分析，他们发现SEP类MADS-box基因MBP21亚分支的丢失可能是导致“中国灯笼”起源的一个关键突变，它与前期研究发现的MADS-box基因MPF2的异位表达突变共同促使酸浆族植物中ICS的起源。

结合现有功能证据，研究人员提出了“中国灯笼”这一形态创新起源的原创性模型，即“雄性育性遗传腐蚀-恢复”模型。该模型阐述了进化过程中新性状产生的一种新机制，即一个突变补偿了另一个有害突变的结果。此外，他们还发现，角鲨烯环氧化酶基因家族的显著扩张可能与酸浆属果实中特异性甾体类化合物的产生与多样化有关。

该研究揭示了招募已有基因、基因复制和丢失等遗传变异在果实性状进化中的重要性，为茄科作物的进化遗传学和育种提供了有价值的基因组资源。

该研究得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项等项目的资助。(作者：田瑞颖)

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