昆明植物所为深入探索复杂多倍体植物亚基因组演化带来新路线

多倍体是真核生物演化的关键驱动因素，尤其在被子植物中驱动了物种的多样性演化和性状创新。异源多倍体是多倍体的主要形式之一，起源于物种间杂交事件，最终在单个生物体内聚合两个或多个不同二倍体物种的基因组，因此具有更高的遗传多样性和适应潜力。多倍化发生后，异源多倍体基因组经历二倍化和基因fractionation的演化过程，这一过程涉及染色体重排和基因丢失以及同源交换(HEs)可能会模糊这些异源多倍体物种的起源和演化轨迹的准确检测，特别是在复杂的异源多倍化之后。

近日，中国科学院昆明植物研究所马永鹏研究员团队联合山东省农业科学院贾凯华助理研究员在国际生物信息学著名期刊Briefings in Bioinformatics在线发表了题为“Subgenome phasing for complex allopolyploidy: case-based benchmarking and recommendations”的学术论文，该研究以四种有充分研究的复杂异源多倍体为测试基准，评估和比较了两种亚基因组分相的主流工具WGDI和SubPhaser在追踪复杂异源多倍体亚基因组演化足迹的能力，并提出了在未来研究中提高亚基因组分相准确性的建议，为基于亚基因组的系统发育分析提供了新的思路。

该论文以多倍化演化历史已知的异源多倍体小麦、异源多倍体燕麦、新异源多倍体罂粟（网状多倍化）和异源四倍体芸薹属植物（平行多倍化）为基准材料，详细讨论了WGDI和SubPhaser这两种工具在缺失二倍体祖先序列时解析这些复杂异源多倍体亚基因组的有效性、精确性、一致性及局限性。这些案例不仅展示了这些工具在科学研究中的应用，还为未来在解析复杂异源多倍体亚基因组演化的研究提供了宝贵的指引和建议。另外，基于这两种方法，本研究重新确认了八倍体栽培草莓（Fragaria × ananassa）的二倍体祖先为森林草莓（F. vesca）、饭沼草莓（F. iinumae）及两种未知的饭沼草莓的近缘种，拒绝了近期基于亚基因组分析结果对栽培草莓祖先起源的质疑研究。