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　　異交向自交的轉(zhuǎn)變通常被認(rèn)為是被子植物交配系統(tǒng)演變的整體趨勢(shì)。在被子植物中，約有10-15%的物種呈高度自交，已有的研究證據(jù)表明這些星散分布的自交物種多數(shù)是從其異交的祖先類群中經(jīng)過多次獨(dú)立分化而來。為何自交譜系和自交物種在近交衰退與遺傳負(fù)荷上升、遺傳多樣性與進(jìn)化適應(yīng)力下降等不利因素的影響下依然能從諸多異交類群中脫穎而出，但為何在較長(zhǎng)的進(jìn)化時(shí)間尺度上，自交譜系和自交物種又呈現(xiàn)出相對(duì)一致的進(jìn)化盲端（Dead end）現(xiàn)象？早在上個(gè)世紀(jì)中葉，這些問題已成為繁殖進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，至今卻仍有諸多核心的問題懸而未解。近年來，DNA測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展為探究被子植物交配系統(tǒng)演變的分子進(jìn)化機(jī)制提供了全新的技術(shù)框架和解決思路。 

　　中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性與基因組學(xué)大團(tuán)隊(duì)李德銖研究組和植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)大團(tuán)隊(duì)王紅研究組多年來關(guān)注異型花柱植物種群生態(tài)學(xué)和進(jìn)化遺傳學(xué)研究，逐步發(fā)展了具異型花柱的滇丁香屬（Luculia）、報(bào)春花屬（Primula）等日趨成熟的研究模式，該團(tuán)隊(duì)周偉副研究員等針對(duì)交配系統(tǒng)演化及其生態(tài)和遺傳效應(yīng)等熱點(diǎn)問題持續(xù)開展了精細(xì)的研究，取得了一系列重要的研究成果，包括異型花柱物種單態(tài)種群的起源（Zhou et al., 2012；Molecular Ecology）、異型花柱物種多態(tài)性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性機(jī)制（Zhou et al., 2015; New Phytologist）、異型花柱植物自交譜系的發(fā)生途徑（Zhou et al., 2017; New Phytologist）和異型花柱類群自交譜系的獨(dú)立起源過程（Zhong et al., 2019；New Phytologist）等。 

　　最近，該研究團(tuán)隊(duì)選取報(bào)春花屬為研究對(duì)象，借助該類群內(nèi)單基因突變（柱頭高度決定基因CYP734A50）誘發(fā)同型花柱發(fā)生的特殊機(jī)制，充分利用同型花柱起源與交配系統(tǒng)轉(zhuǎn)變同步發(fā)生的特性，針對(duì)不同轉(zhuǎn)變時(shí)間尺度下的組學(xué)數(shù)據(jù)，種間選擇60個(gè)葉綠體基因組和12個(gè)轉(zhuǎn)錄組，種內(nèi)使用12個(gè)葉綠體基因組和13個(gè)轉(zhuǎn)錄組，采用PAML替代速率分析、MK檢驗(yàn)和DFE-α選擇強(qiáng)度與適應(yīng)性進(jìn)化分析，深入解析了交配系統(tǒng)由異交向自交轉(zhuǎn)變的遺傳和分子進(jìn)化效應(yīng)。研究表明，在異型花柱類群中伴隨著同型花柱的出現(xiàn)和自交的發(fā)生，近期衍生的自交物種呈現(xiàn)明顯的基因組自交綜合征（Genomic selfing syndrome）：蛋白編碼區(qū)內(nèi)核苷酸遺傳多樣性及雜合度顯著降低；種間分異（d_N/d_S）及種下多態(tài)(π_N/π_S)位點(diǎn)上均呈現(xiàn)更高的非同義/同義替代速率，暗示自交物種在近中性突變位點(diǎn)（0 < N_es < 1）上受到相對(duì)低效的負(fù)選擇作用；而極度有害突變（N_es > 100）比例下降則預(yù)示清除效應(yīng)在自交物種中更為明顯；自交物種的適應(yīng)性進(jìn)化速率（ω_α）呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。 

　　該研究首次在不同進(jìn)化時(shí)間尺度上檢測(cè)到異型花柱植物類群的基因組自交綜合征發(fā)育信號(hào)。更加有趣的是，這些遺傳綜合征的結(jié)果同樣存在于相對(duì)近期分化的中甸燈臺(tái)報(bào)春（Primula chungensis）自交譜系分支，而該物種的自交譜系甚至還沒有發(fā)育出表型自交綜合征。該研究首次發(fā)現(xiàn)交配系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中遺傳與表型綜合征的理論建成順序，這些重要發(fā)現(xiàn)為植物交配系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?cè)诨蚪M水平上的遺傳和分子進(jìn)化效應(yīng)提供了充分且詳實(shí)的證據(jù)。  

　　研究成果以“The Genomic Selfing Syndrome Accompanies the Evolutionary Breakdown of Heterostyly”為題在國(guó)際分子進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Molecular Biology and Evolution在線發(fā)表。博士研究生王昕嘉為論文第一作者，王紅研究員和周偉副研究員為共同通訊作者。該研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDB31000000）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31971394，31770417和31570384）、云南省云嶺學(xué)者項(xiàng)目（YLXL20170001）和中國(guó)科學(xué)院“西部之光”A類等的資助。 

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