Nuevo fitólogo | Investigación genómica revela los mecanismos de formación de diversidad y evolución adaptativa de Begonia.
Los datos de secuenciación y ensamblaje de este estudio han sido almacenados en la Plataforma Nacional de Big Data de Vida del Banco Genético (CNGBdb), con el número de proyecto CNP0001056? .
Las plantas de begonia se distribuyen principalmente en zonas tropicales y subtropicales. La mayoría de las especies viven en ambientes húmedos y son típicas plantas de sombra. Además, la begonia es una de las flores ornamentales más valiosas en jardinería, con diversas formas de hojas y manchas foliares, colores intensos y un alto valor ornamental.
El equipo de investigación completó el ensamblaje completo del genoma de cuatro especies de begonia, incluidas Begonia floribunda, Begonia Baise, Begonia grandiflora y Begonia escudo-hoja, y completó la secuenciación superficial del genoma de 74 especies representativas a nivel mundial. Los resultados del ensamblaje muestran que el tamaño del genoma de las cuatro especies oscila entre 331 MB y 799 MB, el número de genes oscila entre 22059 y 23444 y la evaluación BUSCO alcanza más del 91%. El ensamblaje del genoma de alta calidad proporciona una referencia importante para la investigación genómica funcional y el mejoramiento molecular de Begonia.
El estudio también encontró que el antepasado de Begonia experimentó un evento único de duplicación de todo el genoma (WGD) hace unos 35 millones de años, lo que hizo una contribución importante a la evolución de la diversidad y la tolerancia a la sombra de Begonia. Después de la aparición de WGD, muchos genes relacionados con la fotosíntesis y el metabolismo energético se conservaron y enriquecieron, y se encontró que los genes receptores relacionados con la recepción de luz roja, luz azul y luz ultravioleta (PHOT, CYR1/2, PHY y UVR8) fueron todos Conservadas, algunos de los genes han experimentado una diferenciación funcional, lo cual es de gran importancia para que las plantas de Begonia se adapten a ambientes de sombra y mejoren la eficiencia de la utilización fotosintética.
Se ha descubierto que los elementos transponibles (TE) ocupan una gran proporción en el genoma de la begonia y su especificidad entre especies es alta. Existen diferencias significativas en el tipo y cantidad de telurio activo entre las diferentes especies. Existen diferencias obvias entre diferentes especies en el método de inserción y el número de TE en diferentes posiciones, como promotores de genes funcionales e intrones, y hay desviaciones en la inserción de algunos genes relacionados con la respuesta al estrés, lo que revela la formación y adaptabilidad de TE y Begonia. especies estrechamente relacionadas.
Además, la hibridación y la introgresión han contribuido en gran medida a la diversificación de las begonias, especialmente en especies distribuidas en América, cuyos ancestros pueden haber tenido múltiples eventos de hibridación.
Los resultados de la investigación proporcionan nuevos conocimientos sobre la formación de la diversidad y la evolución adaptativa de las plantas de Begonia, y proporcionan una referencia importante para la investigación posgenómica en plantas de Begonia.
El Dr. Li Lingfei, el Dr. Dong Shanshan y el Dr. Li Na del Centro de Investigación Botánica del Jardín Botánico Hu Xian, y el Dr. Chen Xiaoli, el Investigador Asociado Fang Dongming y el Dr. Guo Xing de El Instituto BGI de Ciencias de la Vida son los primeros autores del artículo. Además, hay muchos institutos de investigación nacionales y extranjeros asociados que participan en la investigación, incluido el Real Jardín Botánico de Edimburgo, el Jardín Botánico Xishuangbanna, el Jardín Botánico de Nanning, el Jardín Botánico Chenshan de Shanghai, el Jardín Botánico de Singapur, el Instituto de Botánica y la Academia de Ciencias de China. , Jardín Botánico de Kunming, Universidad Agrícola y Forestal de Fujian, Universidad Agrícola de Nanjing, Universidad Agrícola del Sur de China, Academia de Ciencias Agrícolas de Guangdong, Universidad de Florida, Universidad de Gante, Bélgica, etc. Liu Huan, investigador del Instituto de Ciencias de la Vida BGI, y Zhang Shouzhou, investigador del Jardín Botánico Hu Xian, son los autores correspondientes. El trabajo relevante ha sido apoyado por proyectos clave de I+D nacional y proyectos de investigación científica de la Oficina de Gestión Urbana de Shenzhen.
Referencia: https://doi.org/10.111/NPH.17949.