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植物适应性进化研究获进展
发表日期: 2018-07-03 作者: Li Yang等 文章来源:《植物细胞》
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进化是否可以预测是生物学中的一个基本科学问题。大量观察和研究表明,不同物种或者同一物种的不同群体,可以在一定条件下独立进化出相似的表型。这种现象称为平行进化。由于探究同样的表型变异是否由同一个或同一群基因控制,可以在一定程度获取进化可预测性(predictability)的信息。因此,关于平行进化遗传基础的研究得到许多科学家的关注。

亚愽国际app下载植物研究所郭亚龙研究组与中国科学技术大学教授赵忠、加拿大不列颠哥伦比亚大学博士 Marco Todesco、澳大利亚莫纳什大学教授 Sureshkumar Balasubramanian 合作针对二倍体荠菜不同群体里早开花变异的遗传基础进行研究。研究人员发现,二倍体荠菜不同群体中的早花都是由同一个基因 FLC 调控的,两种导致早花的突变都位于该基因的同一区域(5’ UTR 区),而且这两种突变是独立起源的。这一结果为回答进化是否可以预测提供了新证据。

该研究阐明了进化在一定程度具有可预测性,并且揭示了基因的特定区域可能属于变异热点,更易于发生突变来影响表型变异,为理解进化的可预测性这一基本的生物学问题提供了关键实证。

该成果于近日发表在国际学术期刊 Plant Cell 上。Plant Cell 同期发表专门评述,认为人类尽管无法重演生物进化过程,但该研究表明生物进化在一定程度上能够重复,表现出一定的可预测性。郭亚龙研究组助理研究员杨丽和博士后王慧娜为共同第一作者,郭亚龙为通讯作者。该研究得到基金委优秀青年科学基金、微进化过程的多基因作用机制重大研究计划支持。(来源:亚愽国际app下载植物研究所)

 

Parallel evolution of common allelic variants confers flowering diversity in Capsella rubella

 

Abstract  Flowering time is an adaptive life history trait. Capsella rubella, a close relative of Arabidopsis thaliana and a young species, displays extensive variation for flowering time but low standing genetic variation due to an extreme bottleneck event, providing an excellent opportunity to understand how phenotypic diversity can occur with a limited initial gene pool. Here, we demonstrate that common allelic variation and parallel evolution at the FLC locus confer variation in flowering time in C. rubella. We show that two overlapping deletions in the 5' UTR region of C. rubella FLC, which are associated with local changes in chromatin conformation and histone modifications, reduce its expression levels and promote flowering. We further show that these two pervasive variants originated independently in natural C. rubella populations after speciation, and spread to an intermediate frequency, suggesting a role of this parallel cis-regulatory change in adaptive evolution. Our results provide an example of how parallel mutations in the same 5' UTR region can shape phenotypic evolution in plants.

 

原文链接:http://www.plantcell.org/content/plantcell/early/2018/05/15/tpc.18.00124.full.pdf

 


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