科研成果 | 吉林农业大学王真慧在权威学术刊物《Nature Communications》发表重要...

近20年以来，随着基因组测序等分子技术的广泛运用，越来越多的研究证实多倍化对表型创新与物种多样性形成起到了重要促进作用。然而，目前还鲜有研究从更长久的进化时间尺度，探讨古老基因组加倍与重排对现存物种表型变异与物种分化的影响。

近日，国际权威学术刊物Nature Communications（2021年影响因子14.919）在线发表了吉林农业大学青年教师王真慧的最新研究成果——“Reshuffling of the ancestral core-eudicot genome and its role in shaping chromatin topology and epigenetic modification in extant Panax genomes”。

该论文通过对五加科人参属分析发现，核心真双子叶植物古老染色体复制和重排模式的差异，增加了现存物种在DNA线性水平的基因组可塑性，为表型多样性形成与物种分化奠定了遗传基础（图1）。现存物种基因组的染色质拓扑结构虽然在多倍化－二倍体化的过程中经历了重塑，以增加染色体在空间拓扑结构水平的多样性，但临近基因组区域仍然部分保留了祖先基因组中所存在的染色质互作（图2）。复制的古老基因通过基因组再平衡机制，为现存物种表型多样性形成增加表观遗传调控层次的可塑性（图3）。多倍化过程中复制的基因在长期的进化过程中，可以通过多种进化机制促进现存物种代谢产物多样性的形成，从而增强物种适应不同生境的能力（图4）。

图1. 核心真双子叶植物古老染色体在人参属物种中的复制与重排模式

图2. 复制古老染色体的染色质拓扑结构结构重塑模式

图3. 复制古老基因在现存物种中的基因表达与甲基化修饰

图4. 人参属CYP716家族功能与表达进化模式及其对人参皂苷合成的影响

此项工作的开展为吉林省长白山特色资源人参产业的综合利用和开发提供了遗传基础和技术贮备，对提高吉林省人参产业发展的国际竞争力具有重要意义。

论文第一作者为王真慧博士，复旦大学的李霖锋教授、东北师范大学刘宝教授、比利时根特大学Yves Van de Peer教授为共同通讯作者。

王真慧简介

王真慧，2013年博士毕业于东北师范大学分子表观遗传学教育部重点实验室遗传学专业。2014年到吉林农业大学农学院作物遗传育种系工作，主要从事基因组学、生物信息学研究。目前，王真慧博士与东北师范大学刘宝教授团队、复旦大学李霖锋教授团队长期合作开展重要经济作物（禾本科、豆科、棉花、十字花科等）比较基因组学和陆地植物分化早期多倍化过程研究。先后主持和参加国家自然科学基金4项，在《Nature Communications》《Molecular Plant》等刊物上发表论文20余篇。

供稿：吉林农业大学

编辑：郭彩丽