太行山崖壁菊属植物基因组测序与群体遗传学揭示其局部适应机制

本研究聚焦进化生物学核心问题——局部适应机制，来自中国的研究团队以太行山崖壁特有菊属植物Opisthopappus longilobus和O. taihangensis为模型，通过全基因组测序(WGS)和群体基因组分析，揭示其3.01Gb超大基因组（含82.7%重复序列）和全基因组复制(WGD)事件的适应性意义。研究发现两物种于17.57 Mya分化后经历有效种群扩张，鉴定出798个适应性基因（含8个正选择基因），通过氧化还原和泛素-蛋白酶体等通路调控发育，为崖壁生物适应性进化研究提供重要范式。

　　

在进化生物学殿堂里，局部适应始终是令人着迷的科学谜题。栖息于太行山悬崖峭壁的菊属双姝——长裂太行菊(Opisthopappus longilobus)和太行菊(O. taihangensis)，用它们3010.18兆碱基(Mb)的庞大基因组书写着适应传奇。研究团队通过解码发现，这场进化史诗始于1700万年前的全基因组复制(WGD)事件，造就了富含82.70%重复序列的"基因组堡垒"。两姐妹虽同根生（分化时间17.57 Mya），却渐行渐远，基因交流近乎停滞。有趣的是，它们的种群规模曾欣欣向荣，却在7万年前遭遇"人口危机"。科学家们从基因组宝库中淘洗出798枚"适应金币"，其中207枚与基因扩张区重叠，更有8枚经受住了自然选择的严格筛选。这些基因如同精密调控的分子开关，通过氧化还原(redox)和泛素-蛋白酶体(ubiquitin-proteasome)等通路，巧妙平衡着崖壁植物的生长发育与逆境响应。这项研究不仅揭开了崖壁菊属的生存密码，更为理解极端环境生物适应机制提供了崭新的进化视角。