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遗传分化|这种桃靠实力“独秀”西藏

【遗传分化|这种桃靠实力“独秀”西藏】
遗传分化|这种桃靠实力“独秀”西藏
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西藏林芝市米林县派镇的光核桃花，远处是著名的南迦巴瓦峰 。曹宇清摄
（采访人员李晨）日前，西藏自治区农牧科学院研究员曾秀丽团队联合华中农业大学教授徐强团队在《当代生物学》在线发表论文，揭示了光核桃适应高原特殊环境的分子机制，为理解青藏高原多年生果树作物适应高海拔环境的遗传基础提供了新的认识 。
光核桃又名西藏桃，主要分布于西藏地区，是世界上海拔最高、能在野外开花结实的多年生木本经济作物之一 。这种桃的核表面光滑，多数核纹较少，因而得名光核桃 。
“在青藏高原，有超过30万株光核桃，它们成野生或半野生状态广布于青藏高原的不同生态类型和不同海拔梯度 。”论文共同通讯作者曾秀丽告诉《中国科学报》，她带领团队从2009年开始调查光核桃等李属作物在青藏高原的资源分布情况 。
此前研究已经证实现代桃起源于我国 。在青藏高原隆升之前，桃的祖先就已经生存于此 。青藏高原独特的地理条件为光核桃造就了不会受到过多人为干扰的生存环境 。“光核桃是桃的‘活化石’ 。它们在西藏自然繁衍，靠种子繁殖后代，适应了高原环境，形成了大规模自然分布的多样化的多年生实生群体 。”曾秀丽说 。
如此庞大的野生桃树资源在我国其他地区几乎没有 。光核桃寿命可达100至1000年，显著高于寿命仅为20~30年的栽培桃，具有很强的耐寒、耐旱和抗病等优良特性 。然而，人们对其适应高海拔环境的遗传基础还知之甚少 。
这项研究对377份分布于海拔2067米至4498米的光核桃等西藏李属资源材料进行了遗传学分析，组装了光核桃、藏梅和藏杏的基因组，其中光核桃基因组接近染色体水平，为迄今质量最高的李属植物基因组 。通过对极端高海拔光核桃和极端低海拔光核桃的群体比较，他们发现，不同海拔的光核桃基因组出现了明显的遗传分化，尤其是紫外线逆境信号相关的基因显著富集于出现遗传分化的基因组中 。
利用自然分布于不同海拔的275份光核桃资源，他们进行了果实代谢物含量变异的遗传剖析，共对1768个代谢物质进行了定量检测，发现379个代谢物与海拔适应性高度关联，其中苯丙烷类物质含量与海拔高度呈现正相关 。
论文共同通讯作者、华中农业大学教授徐强介绍，通过对光核桃、藏梅和藏杏这三个代表李属物种的比较基因组分析发现，西藏来源的李属物种的基因组中，SINE型反转录转座子含量发生了显著的扩增 。
“光核桃群体的基因组和代谢组证据表明，SINE型转座子的扩增通过促进有益代谢物的积累，以帮助西藏李属植物适应喜马拉雅高原的恶劣环境 。”徐强说 。

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