10月7日，兰州大学生态学院刘建全教授团队联合四川大学、中国农科院烟草研究所等单位，在Nature Communications杂志在线发表了题为 The pan-genome and local adaptation ofArabidopsis thaliana的研究论文，发现大片段结构变异在拟南芥不同生态型的本地适应中发挥着重要作用。
研究人员收集并测序了32个代表性的拟南芥生态型基因组，其中包括6个孑遗生态型和26个非孑遗生态型。这些样本涵盖了全球拟南芥生态型数据中的大多数主要类别和亚类，并代表了拟南芥所占据的多样化栖息地。通过对高质量基因组数据进行系统发育分析，研究人员发现西藏生态型位于系统发育树的基部，具有最大的遗传变异，与全球其他拟南芥生态型显著不同。利用基因家族和图形泛基因组构建技术，研究人员构建并鉴定了拟南芥核心基因、可变基因和大片段结构变异库，发现可变基因可能与不同生态型拟南芥对当地环境的适应性有关，而不同生态型之间也存在着复杂的结构变异。为了进一步研究结构变异对不同生态型拟南芥表型和适应性的影响，研究人员对WH1和HPCA1两个基因进行了功能验证实验，发现等位结构变异影响了拟南芥对不同生态环境的局部适应性。此外，研究人员利用图形泛基因组和重测序数据评估了结构变异对适应性性状变异的贡献，发现结构变异补充了单核苷酸多态性所缺失的遗传力，且在拟南芥的适应性进化中发挥着重要作用。整个研究综合利用了基因组、分子与生化功能、生态环境因子和性状等数据，共同证实了基因组结构变异如何影响拟南芥不同生态型的表型和生态适应，并为进一步研究每个结构变异如何影响生态适应的遗传调控通路提供了基础。
结构变异对拟南芥表型和环境适应的贡献
兰州大学生态学院康明辉青年研究员、四川大学生命科学学院吴昊林博士和刘唤唤副研究员为该论文共同第一作者。兰州大学生态学院刘建全教授、娄尚灵青年研究员和中国农科院烟草研究所昝艳君教授为论文共同通讯作者。该研究主要得到了国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、中国科学院B类先导专项和兰州大学引进人才科研启动经费等项目的资助。