CGM第553期：水稻基因组着丝粒遗传多样性与演化

理解驱动着丝粒动态变化的分子机制，对于解析真核生物演化与物种形成的复杂性至关重要。本研究组装了稻属 AA 基因组群的 67 份水稻基因组，分析了超过 800 个近乎完整的着丝粒区域。通过从头注释着丝粒卫星序列 CEN155，并采用渐进式压缩分析策略，量化了水稻卫星阵列的局部均一化特征及多层级结构模式。研究结果表明，水稻着丝粒的遗传创新主要源于结构变异与着丝粒偏好性逆转录转座子插入事件。水稻着丝粒区域的单碱基替换率显著低于染色体臂区域。对 CEN155 卫星阵列、逆转录转座子及功能性着丝粒的综合比较分析，揭示了三者间动态且相互关联的协同作用关系。与拟南芥着丝粒演化的 KARMA 模型不同，本研究提出如下假说：逆转录转座子的入侵可能导致原始着丝粒卫星阵列的衰退，并推动着丝粒重新定位。这一结论得到了着丝粒特异性组蛋白 CENH3 染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）信号在天然卫星阵列外的延伸富集现象支持。