近日，云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院喬琴副教授與中科院昆明植物所、西藏大學(xué)以及比利時(shí)根特大學(xué)等國內(nèi)外多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作，在美國科學(xué)院院刊PNAS上發(fā)表題為“Genome of Crucihimalaya himalaica, a close relative of Arabidopsis, shows ecological adaptation to high altitude”的研究論文，云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院喬琴副教授為該論文的共同第一作者。

 

　　該研究對青藏高原特有分布的擬南芥近緣種須彌芥（Crucihimalaya himalaica）進(jìn)行了基因組適應(yīng)性進(jìn)化研究。研究結(jié)合二代和三代高通量測序技術(shù)，組裝得到了234.72Mb的須彌芥基因組，包括 27019個(gè)預(yù)測基因。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示須彌芥與薺菜最近緣，分化時(shí)間大約為8.8-12.2個(gè)百萬年，而與擬南芥屬分化時(shí)間約為12.7-17.2個(gè)百萬年。青藏高原在上新世晚期至更新世快速隆升之后，須彌芥的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子發(fā)生了明顯的擴(kuò)張，說明轉(zhuǎn)座子的爆發(fā)可能與環(huán)境適應(yīng)有關(guān)。須彌芥基因組中抗病相關(guān)的基因發(fā)生了縮減，而與泛素介導(dǎo)的蛋白水解和DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因發(fā)生了明顯的擴(kuò)張和受到強(qiáng)烈的自然選擇，這與青藏高原低溫、強(qiáng)紫外線等極端環(huán)境因素有關(guān)。此外，須彌芥中自交親和相關(guān)基因變?yōu)榧倩�因或丟失，這是導(dǎo)致須彌芥自交親和的根本原因，也是該物種適應(yīng)青藏高原傳粉昆蟲少的一種策略。綜上，該研究為青藏高原植物適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)制提供了新的線索，同時(shí)該研究發(fā)現(xiàn)植物與動(dòng)物對青藏高原的適應(yīng)機(jī)制既有相似點(diǎn)（DNA修復(fù)途徑、抗病途徑），也有不同點(diǎn)（植物自交親和性、植物激素途徑）。

 

　　喬琴副教授曾在全國優(yōu)秀教師、全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、時(shí)代楷模、2018年感動(dòng)中國人物——復(fù)旦大學(xué)鐘揚(yáng)教授實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行博士后學(xué)習(xí)，并合作開展須彌芥適應(yīng)性進(jìn)化研究。該項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。