生物如何適應(yīng)極端環(huán)境是進化生物學關(guān)注的核心問題之一。相比低海拔地區(qū)，高海拔地區(qū)常常具有低溫、低氧、土壤貧瘠和紫外線輻射強等極端環(huán)境。青藏高原是世界上面積最大，平均海拔最高的高原，是研究植物對高海拔環(huán)境適應(yīng)與進化的天然實驗室。青藏高原地區(qū)孕育著極為豐富的植物多樣性，包含許多極具特色的高山植物類群，其中風毛菊屬是該地區(qū)高山植物代表性類群之一。風毛菊屬隸屬菊科，擁有超過400個物種，廣泛分布于北半球地區(qū)，以青藏高原為多樣性中心。風毛菊屬物種生境復雜多樣，從干冷的高山草甸、高山流石灘到鹽堿地、草原和森林都有分布，最高可達到海拔5000米以上，是研究植物適應(yīng)性進化的良好系統(tǒng)。 

　　中國科學院武漢植物園系統(tǒng)與進化團隊利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，對三個高海拔地區(qū)的兩個低海拔地區(qū)分布的風毛菊物種開展比較基因組學研究?；诨蚪M數(shù)據(jù)的分子鐘推測風毛菊屬在晚中新世發(fā)生分化，正是青藏高原地質(zhì)活動比較強烈的時期。對高海拔物種特有基因家族的分析表明，參與氧化還原酶活性、果膠分解代謝過程、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運和多糖代謝過程顯著富集。這些過程可能與植物適應(yīng)高海拔極低的溫度有關(guān)。進一步通過選擇壓力分析鑒定了高海拔物種中受正選擇的基因。功能富集表明，這些基因參與了DNA修復、膜運輸、對UV-B和缺氧的反應(yīng)、生殖過程以及與營養(yǎng)攝入相關(guān)的一些代謝過程，與風毛菊物種適應(yīng)高海拔低溫、低氧、紫外線輻射和土壤貧瘠等極端環(huán)境相關(guān)。該研究為高山植物提供了參考水平的基因組資源，同時也為進一步深入理解植物適應(yīng)極端生境提供了基礎(chǔ)。 

　　研究論文以Transcriptomes of Saussurea (Asteraceae) provide insights into high-altitude adaptation為題發(fā)表在國際期刊Plants。系統(tǒng)與進化學科組博士研究生張旭為論文第一作者，由王恒昌研究員指導完成。 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.3390/plants10081715   

圖1：風毛菊屬植物適應(yīng)高海拔環(huán)境研究