研究揭示杜鹃花属物种形成过程中基因流异质性与基因组结构关系

近缘物种间的基因流既能促进遗传多样性，也可能导致基因组同质化。杜鹃花属是北半球物种最丰富的木本属，其喜马拉雅—横断山分布中心的物种在频繁杂交背景下如何维持物种界限，机制尚不明确。

近日，中国科学院昆明植物研究所联合国内外团队，以该地区糙叶杜鹃亚组的8种杜鹃花为研究对象，通过整合三维基因组（Hi-C）与群体基因组分析，开展杜鹃花属物种形成过程中基因渐渗的基因组景观特征研究。

研究发现，染色体三维空间结构中的A区室与B区室在基因组分化程度上存在显著差异。其中，与着丝粒紧密相关的B区室通常表现出较高的遗传分化。而富含基因的A区室分化程度较低，并呈现更极端的𝑓_dm值，表明局部基因渐渗更为广泛。

这种基因组异质性景观的形成可能源于基因组结构对重组率、突变率和选择压力等因素的综合影响：A区室基因丰富、重组率高，使有益等位基因更易渗入并通过适应性选择快速固定；而B区室内的着丝粒演化迅速，低重组率加上转座元件的积累和杂合不相容性等都会抑制B区室的基因流。研究推测，间歇性的基因流结合着丝粒的快速演化，可能是驱动杜鹃花属物种辐射演化的内部动力之一。A区室的遗传多样性与环境异质性则有助于物种对环境变化的快速适应；而B区室紧密关联着丝粒，为物种分化提供了多样的进化方向。

该研究将三维基因组结构与群体基因组学结合，为理解植物物种形成机制提供了新视角。

相关研究成果以The genomic architecture of introgression during Rhododendron speciation为题，发表在《新植物学家》（New Phytologist）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和云南省基础研究专项重大项目的支持。

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10kb的基因组滑窗下，A/B区室间物种的遗传分化值及遗传分异值的差异

10kb的基因组滑窗下，A/B区室间物种的基因流分布差异