大量單倍型是向日葵生態(tài)分化的基礎(chǔ)（2020.7.12 萊肯生物）

一個(gè)物種通常包括多種能適應(yīng)不同環(huán)境的生態(tài)型，這種局部適應(yīng)性受多個(gè)位點(diǎn)的等位基因調(diào)控，這些適應(yīng)性基因有助于提高生態(tài)型的環(huán)境適應(yīng)度。然而，目前尚不清楚生態(tài)型是如何產(chǎn)生的，不同生態(tài)型雜交后它們的適應(yīng)性等位基因的獨(dú)特組合又是如何保持的。

向日葵具有多種生態(tài)型，它們通常生長(zhǎng)在中酸性土壤中，也可以在沙丘或淹水的極端環(huán)境中生長(zhǎng)。為了更好地理解向日葵局部適應(yīng)和生態(tài)分化的遺傳基礎(chǔ)，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)3個(gè)一年生向日葵屬物種的1506個(gè)野生向日葵進(jìn)行重測(cè)序分析，鑒定出37個(gè)1-100Mbp大小的非重組單倍型區(qū)域，這些區(qū)域不僅與物種生態(tài)型性狀位點(diǎn)高度相關(guān)，還與土壤以及氣候特征有關(guān)。這些單倍型區(qū)域的有限重組使適應(yīng)性等位基因得以保持，并且這些區(qū)域在不同的向日葵生態(tài)型群體之間存在差異。

研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一個(gè)控制著銀葉向日葵H.argophyllus開花時(shí)間的單倍型區(qū)域，它導(dǎo)致不同生態(tài)型之間存在77天的花期差異，并且該區(qū)域還與沙丘適應(yīng)型向日葵的種子大小、開花時(shí)間和土壤肥力有關(guān)。研究者還發(fā)現(xiàn)，這些單倍型高度分化，不僅與結(jié)構(gòu)變異相關(guān)，還可能和其它現(xiàn)已滅絕的近緣物種的基因滲入有關(guān)系。

這項(xiàng)研究揭示了一個(gè)模塊化的遺傳結(jié)構(gòu)——單倍型區(qū)域，它們構(gòu)成了向日葵不同生態(tài)分化類型形成的基礎(chǔ)，同時(shí)突出了結(jié)構(gòu)變異在生態(tài)適應(yīng)中的關(guān)鍵作用。