中科院植物所揭「生物入侵的遺傳悖論」進化機制—新聞—科學網

2021-01-10 科學網


       本報訊（記者丁佳）日前，中國科學院植物研究所研究員郭亞龍團隊與研究員葛頌以及澳大利亞莫納什大學科研人員合作，以薺屬植物為研究對象，揭示了「生物入侵的遺傳悖論」的一種進化機制，為理解植物關鍵適應性狀的進化提供了新的證據。研究成果在線發表在最近的國際學術期刊《美國科學院院刊》。

十字花科薺屬的Capsella rubella（斜體）是一個新進起源的二倍體物種。在進化過程中，其祖先物種C. grandiflora（斜體）少數個體的交配系統發生轉變，從異交變為自交，形成了C. rubella（斜體）。然而，儘管C. rubella（斜體）形成中遺傳多樣性極大降低，但其分布範圍卻比其祖先大得多。

研究人員通過比較兩個物種，發現轉座子在自交物種C. rubella（斜體）裡高度富集，轉座子變異促進了快速的表型變異，如轉座子插入到開花時間相關基因區域促進開花，早開花使這個物種能夠適應地中海氣候。這一結果表明，「生物入侵的遺傳悖論」產生的一個原因是由於轉座子 「爆發」式的大量擴增，導致產生遺傳變異特別是關鍵適應性狀的變異，使得遺傳多樣性很低的物種在新的生境快速適應。

據了解，在物種形成或物種入侵過程中，往往只涉及到祖先物種裡的少數群體和個體，這些適應於新生境的新物種或入侵群體，其遺傳多樣性通常很低。這種很低的遺傳多樣性和很強的適應能力之間存在巨大的反差，被稱為「生物入侵的遺傳悖論」。對於這一問題進行研究，有助於人們加深對物種適應性進化的認識。

DOI：10.1073/pnas.1811498116

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