“花椒”揭示花椒基因组背后适应性进化机制

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本报讯（记者张晴丹）中国热带农业科学院香料饮料研究所研究员郝朝运团队和其他研究人员合作，在实现竹叶花椒和红花椒基因组的高质量拼接和染色体锚定的基础上，揭示了花椒独特的花器官退化、利己素合成和适应性表型创新的遗传基础。研究结果近日发表于《植物生物技术杂志》。

我国花椒种植面积超过2000万亩，是最大的木本香料作物。花椒异常复杂的基因组、退化的繁殖策略和独特的适应性表型也赋予了其在植物适应性演化研究中的独特价值。

基于高深度测序、Canu组装和“边聚类边去冗余”的策略，研究团队组装了目前连续性和完整度最优的竹叶花椒和红花椒基因组。基因组进化分析表明，花椒基因组剧烈的基因组重排和两次全基因组复制，造就了花椒基因组大、重复序列比率高、杂合度高和染色体数目多的特性。团队结合代谢组、基因组进化和转录组分析，揭示了花椒独特的花器官退化、麻味素等利己素合成和环境适应性表型创新的遗传基础。这些表型与被子植物经典进化理论中传粉者协同进化的表型创新有显著区别。

基于竹叶花椒和红花椒适应性差异、基因表达的亚基因组偏好性和黄酮类化合物的积累差异，研究进一步揭示了花椒基因组进化和表型创新与晚新生代严酷的生态因子，特别是寒冷和/或干旱的气候条件相一致，表明了花椒适应性演化与基因组进化、环境驱动的一致性。

该研究为花椒多样性演化和表型创新背后的适应性进化机制提供了重要见解，对新地质时期极端环境变化下植物保护利用和适应性演化理论的完善具有广泛意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13926

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