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科学网—[转载]Cell Reports

来源：花匠小妙招时间：2025-02-19 16:57

在漫长的生物进化历史中，一些类群的衰落或灭绝总是伴随着一些新类群的起源和物种多样化。为什么有些类群能形成大量的物种、适应多样的生境并在全球广泛分布？其环境适应性的分子机制是什么？杜鹃花属（Rhododendron）为探讨这些问题提供了一个理想的研究体系。

1题目

Genomic insights into adaptive evolution of the species-rich cosmopolitan plant genus Rhododendron.

2杂志

Cell Reports

3链接

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114745.

4检测方法

杜鹃花属植物：研究涵盖了杜鹃花属（Rhododendron）的9个物种，这些物种代表了该属的所有5个亚属，并展现了多样的花色类型。样品来源广泛，包括高山、亚高山和低山等不同生境。

基因组测序与组装：对杜鹃花属的9个物种进行基因组测序，并进行高质量的组装。

比较基因组分析：通过比较基因组学的方法，分析杜鹃花属物种的基因组大小与系统发育关系的相关性，揭示私有基因家族在适应特定生境中的作用。

泛基因组构建：构建基于基因的泛基因组，并进行相关基因表达分析，结合基因拷贝数变异（gCNVs）分析。

抗性基因捕获与分析：对数千个抗性基因进行捕获和分析，探讨不同生境中抗性基因的变化。

群体基因组分析：对雪层杜鹃进行覆盖物种分布区的群体取样和全基因组重测序，分析与高海拔适应相关的重要基因。

代谢组学、转录组学，荧光定量qPCR，理化指标：综合运用多学科方法，鉴定参与花青素和类胡萝卜素生物合成的基因，研究花瓣颜色的关键调控基因的进化和功能。

瞬时表达实验：通过农杆菌介导的本氏烟草瞬时表达实验，验证结构基因在花青素合成中的活跃性。

我司提供了荧光定量qPCR 理化指标。

5主要内容

适应性进化：研究揭示了杜鹃花属植物在不同生境中的适应性进化机制。私有基因家族在适应亚高山和高山生境中发挥重要作用，且在高海拔环境中发生了趋同进化。

花色多样性形成：综合运用代谢组学、转录组学和基因组学，荧光定量qPCR，理化指标等多学科方法，解析了杜鹃花属植物花色多样性的形成机制。关键调控基因如F3′5′H、DFR和UFGT在花青素合成中扮演重要角色。

环境适应与花色多样性的关系：探讨了花色多样性在杜鹃花属植物环境适应中的重要作用，为理解植物的地理分布格局提供了新视角。

6总结

揭示了杜鹃花属植物适应不同生境的机制以及花色多样性形成的机理；该研究不仅为世界性植物大属的适应性进化研究提供了一个典型例证，还对理解植物的地理分布格局具有重要意义。同时，该研究为杜鹃花属植物的遗传改良和育种提供了理论基础。

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