壳斗科植物的基因组大小进化

作者：云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站  更新时间：2014-09-06

物种的基因组大小是物种形成和多样化中最近处的性状。通过测定物种的基因组大小，有助于了解物种的染色体倍性和基因组进化，为全基因组测序提供基础数据，提高基因组多样性的生物信息学研究的效率。前人对植物基因组大小进化的研究多集中于温带草本类群，并且未与系统发育和地理分布相关联，对热带木本植物的基因组大小进化探索甚少。 

生态进化生物学组的科研人员以北半球广泛分布的壳斗科为研究对象，分析总结了78种壳斗科植物的基因组大小数据，探讨木本植物中基因组大小与地理分布和系统进化的关系。结果表明壳斗科各类群间约有120%的基因组大小变化，但没有明显的多倍化现象，同时物种内部的基因组大小变化极小，符合木本植物多倍化现象较少、染色体结构较稳定的假说，推测普遍存在于热带树木中的杂婚群可在进化上带来与内源多倍化相似的好处。柯属和栲属等热带类群具有比栗属和水青冈属等温带类群更大的基因组；在温热带均有分布的栎属中，热带分布的青冈亚属植物也具有比温带分布的栎亚属植物更大的基因组；在属间、属内、亚属内等各分类水平上，常绿类群植物也具有比落叶类群植物更大的基因组。因此，壳斗科基因组同时存在增大和缩小两种进化趋势，热带类群比温带类群具有更大的基因组，与地理分布相关，而与系统进化关系不明显。 

本研究是目前少有的针对木本植物基因组大小进化的研究，并将讨论范围扩大到属的水平以上，有助于从细胞学水平认识壳斗科在全球森林生态学中的地位及其与生物地理分布的关系，并对树木基因组学的研究有所启示。该研究成果以Genome size variation in the Fagaceae and its implications for trees为题发表于国际期刊Tree Genetics & Genomes。（撰稿：陈思翀）

 

壳斗科各属细胞核DNA含量的进化