每日摘要:山蒼子基因組揭示樟科的演化(Nature Communications)

2021-02-13 植物類SCI摘要

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The Litsea genome and the evolution of the laurel family

First author: Yi-Cun Chen; Affiliations: State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Chinese Academy of Forestry (林科院林木遺傳育種國家重點實驗室): Beijing, China

Corresponding author: Yang-Dong Wang


The laurel family within the Magnoliids has attracted attentions owing to its scents, variable inflorescences, and controversial phylogenetic position. Here, we present a chromosome-level assembly of the Litsea cubeba genome, together with low-coverage genomic and transcriptomic data for many other Lauraceae. Phylogenomic analyses show phylogenetic discordance at the position of Magnoliids, suggesting incomplete lineage sorting during the divergence of monocots, eudicots, and Magnoliids. An ancient whole-genome duplication (WGD) event occurred just before the divergence of Laurales and Magnoliales; subsequently, independent WGDs occurred almost simultaneously in the three Lauralean lineages. The phylogenetic relationships within Lauraceae correspond to the divergence of inflorescences, as evidenced by the phylogeny of FUWA, a conserved gene involved in determining panicle architecture in Lauraceae. Monoterpene synthases responsible for production of specific volatile compounds in Lauraceae are functionally verified. Our work sheds light on the evolution of the Lauraceae, the genetic basis for floral evolution and specific scents.

木蘭類植物中的樟科（laurel family）由於其香味、多變的花序以及爭議性的系統發育地位吸引了人們的關注。本文中，作者報導了山蒼子（Litsea cubeba）染色體級別的基因組，以及樟科其它植物物種的低深度基因組和轉錄組數據。系統基因組學分析顯示木蘭類植物的系統發育地位存在不一致性，說明在單、雙子葉以及木蘭類的分化時存在不完全譜系分選（incomplete lineage sorting）。作者發現在木欄目和樟目分化前不久發生過一次古老的全基因組複製事件；隨後，在三個樟科支系中幾乎同時獨立發生了全基因組複製事件。樟科內的系統發育關係與花序的分化一致，即與一個在樟科植物物種中參與圓椎花序（panicle）結構決定的基因FUWA的系統發育一致。作者鑑定並功能驗證了作用於樟科特異揮發性化合物生產的單萜合酶。本文的研究揭示了樟科的演化，並為樟科花和特定香氣的演化提供了遺傳基礎。

通訊：汪陽東


個人簡介：1992-1996年，安徽師範大學，學士；1996-1999年，中國林業科學研究院，碩士；2003-2007年，中國林業科學研究院，博士。

研究方向：主要從事木本油料植物分子育種和化學工業原料樹種遺傳育種研究。

doi: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15493-5

Journal: Nature Communications

Published date: April 03, 2020

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