土壤?；m應(yīng)是指植物對特殊或極端土壤環(huán)境的進(jìn)化適應(yīng)，這一機(jī)制被廣泛認(rèn)為是驅(qū)動植物多樣化與物種形成的重要力量，但其基因組基礎(chǔ)尚未闡明。報春苣苔屬包含200余個物種，具有獨(dú)特的生態(tài)位分化與形態(tài)多樣性特征。該屬植物主要專性分布于中國南方喀斯特地區(qū)的鈣質(zhì)土壤，少數(shù)物種則適應(yīng)丹霞或酸性土壤環(huán)境，為解析土壤?；m應(yīng)性機(jī)制提供了理想模型。

　　近日，中國科學(xué)院華南植物園科研團(tuán)隊(duì)研究完成了7個高質(zhì)量基因組組裝，構(gòu)建了涵蓋喀斯特、丹霞及酸性土壤9個物種的報春苣苔屬泛基因組，為解析土壤專化適應(yīng)機(jī)制提供了關(guān)鍵基因組學(xué)資源。

　　喀斯特適生物種基因組明顯小于非喀斯特物種，與其LTR重復(fù)元件含量降低相關(guān)，符合基因組氮限制假說。兩次譜系特異性全基因組加倍（WGD）事件顯示，大基因家族呈現(xiàn)重復(fù)拷貝傾向于丟失，而轉(zhuǎn)錄因子家族成員數(shù)量眾多卻優(yōu)先保留，這體現(xiàn)出適應(yīng)性與非適應(yīng)性進(jìn)化力量的共同作用。泛基因組分析發(fā)現(xiàn)，離子通道與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因在變異熱點(diǎn)區(qū)域明顯富集，且在喀斯特譜系中受到正選擇，這些候選基因與土壤貧瘠耐受性、抗旱性及肉質(zhì)葉片的重復(fù)進(jìn)化相關(guān)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，位于高影響變異熱點(diǎn)區(qū)域的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G亞家族在喀斯特物種中呈現(xiàn)正選擇信號且結(jié)構(gòu)保守，而非喀斯特物種則攜帶特異的大型插入片段。結(jié)果表明，基因組縮小、WGD后功能基因的偏向性滯留，以及離子轉(zhuǎn)運(yùn)通路適應(yīng)性進(jìn)化，協(xié)同驅(qū)動了報春苣苔屬植物對特殊土壤生境的適應(yīng)。

　　該研究為生態(tài)基因組學(xué)提供了土壤?；c基因組演化關(guān)聯(lián)的新視角。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《細(xì)胞報告》（Cell Reports）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會等的支持。

報春苣苔屬全基因組加倍后重二倍化進(jìn)程中復(fù)制拷貝的滯留與丟失模式