【推荐】NatCommun揭示罂粟属物种的网状异源多倍化起源基金202001

中国科学院昆明植物研究所、山东省农科院和瑞典Umeå大学等单位的研究团队合作，近日在国际知名期刊

Nature Communications

在线发表了题为“Subgenome-aware analyses suggest a reticulate allopolyploidization origin in three

Papaver

genomes”的研究论文。

该研究结合异源多倍体亚基因组分型技术和系统发育基因组学分析，探讨了网状进化在物种形成中的重要作用，并探究了吗啡生物合成途径关键基因

STORR

的演化，对深入理解物种形成过程和多样化具有重要的意义。

杂交和多倍化是物种形成和演化的重要驱动力。罂粟属植物因其重要的观赏、经济和药用价值而备受关注。其中，鸦片罂粟（

Papaver

somniferum

）和渥美罂粟（

Papaver

setigerum

）的形成涉及多倍化过程。该研究以已发表的三种罂粟属植物基因组为基础，结合亚基因组分型技术，对罂粟属植物的多倍体起源进行了细致的剖析。研究发现，罂粟属植物的多倍化事件并非简单的全基因组加倍，而是涉及复杂的网状异源多倍化（图1A-D）。此外，研究人员还利用LTR插入时间估计了各个物种的形成时间并进一步推断了物种形成过程（图1E，图2）。

图1罂粟属物种亚基因组的起源和演化

基于该研究提出的基因组演化模型，

STORR

（吗啡合成的关键基因）的融合事件最有可能发生在A和C的祖先中，甚至最早可能发生于这个物种复合体的最近共同祖先中，并通过杂交方式传入鸦片罂粟（

P. somniferum

）和渥美罂粟（

P.

setigerum

）的基因组中（图2）。总体而言，该研究对于理解网状演化在生物多样化中的作用具有重要意义，还对理解吗啡生物合成途径的演化具有意义。

图2罂粟属物种的网状异源多倍化模型以及

STORR

基因的演化

中国科学院昆明植物研究所

张仁纲

、山东省农科院博士后

鲁朝霞

、源宜基因

李光远

为论文的共同第一作者。中国科学院昆明植物研究所研究员

马永鹏

、山东省农科院助理研究员

贾凯华

、瑞典于默奥大学

赵伟

博士为论文的共同通讯作者。该工作还包含来自北京化工大学、济南大学、石家庄人民医专、扬益信孚生物科技有限公司、山东省林草种质资源中心、北京林业大学等合作者的贡献。该研究得到了国家重点研发计划(2022YFF1301702)、云南省自然科学基金重点项目（202001AS070019）、中科院西部之光及山东省农科院创新工程及瑞典研究理事会等项目的资助。

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