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我所研究發現：質體基因組間存在重組
日，我所植物系統發育基因組與生物信息學研究團隊聯合英國皇家植物園、中國科學院植物研究所在New Phytologist(中科院1區TOP，IF2024=8.3)發表了題為“Sliding-window phylogenetic analyses uncover complex interplastomic recombination in the tropical Asia-America disjunct plant genus Hedyosmum (Chloranthaceae)”的學術論文，我所為第一單位，我所李鵬偉副研究員和盧永彬副研究員為共同第一作者，張強研究員為通訊作者。英國邱園Alexandre Antonelli教授、中國科學院植物研究所王偉研究員、我所在讀研究生朱正娟、我所覃信梅助理研究員參與了該研究工作。
質體(葉綠體)是植物進行光合作用的工廠。傳統觀點認為質體基因組為單親(母系)遺傳且不會發生分子間(同源)重組，質體DNA是植物系統發育研究中利用最多的分子標記。雖然越來越多的研究發現在一些植物類群中存在質體雙親遺傳或父系遺傳(滲漏)，但目前自然界中是否真實存在質體間同源重組還不確定。
為弄清楚以上問題，該研究首次提出了基于“滑窗系統發育分析”檢驗質體間同源同組的方法，并闡明其理論依據和置信度統計檢驗概率計算。利用該方法在金粟蘭科雪香蘭屬(Hedyosmum)中檢測到強支持重組事件，揭示了重組過程及重組相關物種的時空演化歷史。
圖1 “滑窗系統發育分析”檢驗質體間同源同組原理示意圖
圖2 雪香蘭屬(Hedyosmum)內的不同進化歷史。a，滑窗方法發現雪香蘭屬存在三種不同拓撲結構;b，不同窗口以及不同的建樹方法對應的拓撲結構。
圖3 基于兩種不同拓撲結構的雪香蘭分化時間估計(a-b)及歷史時期全球溫度變化(c)
該研究提供了一個強支持的質體分子間同源重組的案例，顛覆了自然界中質體分子間不重組的主流觀點，并警示在基于質體DNA的系統發育研究中，應檢驗其是否存在譜系間重組的可能性，以免得出片面的甚至錯誤的系統發育關系。同時，提出了一個檢驗質體分子間同源重組的新方法，這一方法理論上也可用于檢驗核基因等其它分子間同源重組。
該研究得到了國家自然科學基金(31200174)，廣西自然科學基金(2025GXNSFAA069328, 2025GXNSFAA069230, 2021GXNSFAA196049)等項目資助。
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