CGM第439期：亚基因组间的同源置换对芸薹属多倍体作物驯化的贡献

多倍化是植物进化中的重要驱动力，尤其在芸薹属蔬菜（如油菜、芥菜等）的物种分化与驯化中发挥着重要作用。在异源多倍体中，由不同亚基因组之间发生的同源置换（HE）现象能够引起基因组结构变化，从而导致基因表达和表型多样性。然而，HE事件在植物适应性和驯化中的具体机制尚不清楚。

该研究通过对代表不同形态类型和生态型的甘蓝型油菜材料的全基因组重测序数据进行分析，解析了HE在甘蓝型油菜驯化过程中的作用。结果表明，HE事件在不同油菜种群和个体中广泛存在，并且HE事件在近期油菜驯化过程中仍然发生。这些置换事件具有显著的区域性特征，并在不同种群中的表现有所差异，主要发生在A基因组替代C基因组的方向上。研究进一步表明，HE事件不仅影响了植物的基因组结构，还与不同形态类型和生态型的性状多样性相关，尤其是与开花时间调控相关的基因。通过分析与开花时间相关的基因，研究发现了特定种群中HE事件对基因表达的显著影响。在不同类群的油菜中，A基因组的替换导致多个关键开花基因发生表达变化，可能帮助这些作物适应不同的环境和驯化需求。研究还通过对一种芜菁甘蓝（Swede）类群组装了新的参考基因组，确认了HE在该基因组中的重要信号，并揭示了HE可能参与根膨大发育的机制。这些发现为油菜中不同类群的驯化和性状形成提供了新的见解，也为未来的育种工作带来了潜在的应用价值。此外，HE在另一异源多倍体芸薹属物种—芥菜驯化中的作用也被揭示，表明这一现象在多倍体作物的驯化中具有广泛的适应性和进化意义。