狭域特有全着丝粒植物泥生薹草（Carex helodes）核型辐射的基因组学见解

全着丝粒染色体通过染色体断裂、融合、倒位或易位等染色体重排，能够实现基因组的快速变化。植物属薹草属（Carex）在所有全着丝粒生物中表现出最高的核型进化速率之一。我们研究了狭域特有种泥生薹草（Carex helodes，2n = 68–75）核型辐射过程中染色体重排背后的基因组模式。通过比较该物种在欧洲分布范围内两个核型学上截然不同极端居群的基因组组装结果，我们发现了多达八处显著的染色体重排，包括融合、易位和倒位。 基因组断裂位点基因贫乏而转座元件（TE）富集，这与其他物种中的发现一致，并表明促进染色体重排进化及其稳定建立的基因组特征可能具有共性。我们鉴定出一处染色体倒位，其表现出纯化选择模式，并富含可能介导重排耐受性的功能基因。相反，另一处倒位则显示出较高的序列分化，并富集于与温度胁迫响应和磷限制响应相关的基因，这与研究地点之间存在差异的关键环境变量相吻合。薹草属泥生薹草欧洲居群中染色体重排的建立，很可能是由种群瓶颈效应以及断裂位点处独特的基因组特征共同驱动的。我们的研究结果为染色体重排在种群分化中的作用提供了初步证据，表明其可能既可作为生殖隔离屏障，也可作为分化的基因组岛。

全着丝粒染色体通过染色体断裂、融合、倒位或易位等染色体重排，能够促进基因组的快速变化。植物属薹草属（Carex）在全着丝粒生物中表现出最高的核型进化速率之一。我们研究了狭域特有种沼生薹草（Carex helodes，2n = 68–75）核型辐射过程中染色体重排所依赖的基因组模式。

对分布于欧洲范围内、代表两种核型学上显著不同极端类型的 C. helodes 基因组组装进行比较后，发现了多达八处显著的染色体重排，包括融合、易位和倒位。基因组断点区域基因贫乏而转座元件丰富，这与其他物种中的发现一致，并提示可能存在促进染色体重排进化与固定的共同基因组特征。我们鉴定出一处染色体倒位，其表现出纯化选择模式并富集功能基因，这些基因可能介导对重排的耐受性。相反，另一处倒位则表现出升高的序列分化，并富集于对温度胁迫和磷酸盐限制响应相关的基因，这与研究地点之间存在差异的关键环境变量相一致。

薹草属植物 C. helodes 欧洲种群中染色体重排的建立，可能是由种群统计学瓶颈以及断点处独特的基因组特征共同驱动的。我们的研究结果为染色体重排在种群分化中的作用提供了初步证据，表明其可能既可作为生殖隔离屏障，也可作为分化的基因组岛。

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🏷️ 全着丝粒染色体 染色体重排 核型辐射 转座元件 种群分化 薹草属