无融合生殖山核桃基因组共线性局部

CGM第569期:无融合生殖山核桃中残余有性重组的基因组代价及其进化意义

2026年3月12日CGM-WLY
以无融合生殖为主的山核桃,为何仍保留少量有性重组?报告比较成体与胚的基因组,讨论杂合性丢失、有害变异暴露和早期选择之间的关系,揭示克隆繁殖体系中并不简单的遗传代价。
章为平
章为平

中国科学院华南植物园 · 陈焕镛副研究员

博士,中国科学院华南植物园陈焕镛副研究员。长期从事重要野生经济植物的物种形成与适应性进化研究,并同时开展濒危植物保护基因组学研究。研究对象主要包括胡桃科胡桃属、山核桃属植物,以及部分苔藓植物。目前已发表论文10余篇,第一作者代表作发表于Nature Communications、Molecular Biology and Evolution、The Plant Journal等期刊。相关成果曾在中国青年网推出专题视频,并获《中国青年报》报道。

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无融合生殖(apomixis)是一种植物的克隆式无性繁殖方式,可在不经减数分裂与受精的情况下形成种子;许多无融合类群仍会偶发少量有性过程(residual sex),但其基因组后果长期缺乏清晰认识。本研究聚焦我国特有的胡桃科山核桃属(Carya)无融合生殖—杂交复合类群,构建了湖南山核桃(Carya hunanensis)单倍型解析的染色体水平参考基因组,并整合195株成体与180枚成熟果实(胚)的全基因组数据,在群体尺度上捕捉到“以克隆遗传为主、偶发重组并产生大片段杂合性丢失(loss of heterozygosity, LOH)”这一关键过程。结果显示:无融合谱系倾向于将潜在有害突变以杂合状态“遮蔽”(masked load),从而降低短期已实现突变负担(realized load);而偶发重组引发的LOH可将部分遮蔽突变推向纯合并增加遗传负担,但也可能在生活史早期受到自然选择(selection)筛选,偶尔产生可存活的新基因型并通过无融合快速固定与扩展,这与野外样本中观察到“多个彼此近亲、但可区分的克隆谱系并存”的格局相一致。该研究为理解自然无性系统如何在“克隆稳定性”与“遗传更新”之间取得平衡提供关键组学证据,也为山核桃等核桃科重要经济树种的种质创新与育种应用提供新的基因组线索。

原文研究示意图

参考文献

  1. Wei-Ping Zhang, Sylvain Glémin, Xiao-Xu Pang, Ming Kang, Da-Yong Zhang, Martin Lascoux, Wei-Ning Bai. Genomic consequences of residual recombination in a hybrid apomictic hickory complex. Nature Communications. 2026;17(1):2376. DOI: 10.1038/s41467-026-68867-6

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