Геномное исследование древнего реликтового растения Circaeaster agrestis

Qinghai-Tibet Plateau (QTP) — самое большое и высокое плато в мире. Его поднятие создало чрезвычайное геоморфологическое и климатическое разнообразие, способствуя быстрой радиации растительных линий, а также сохранив древние реликтовые таксоны, такие как Circaeaster agrestis — единственный вид рода Circaeaster.

Это китайское эндемичное растение имеет уникальную открытую дихотомическую жилкование листьев, подобное гинкго, что указывает на древнее происхождение. C. agrestis спорадически распространён в Гималаях и горах Хэндуань, достигая на востоке региона Шэньнунцзя. У него узкая среда обитания, и он занесён в список редких и исчезающих растений под национальной охраной.

Исследовательская группа по систематике и эволюции растений Уханьского ботанического сада провела популяционно-геномное исследование C. agrestis с использованием технологии Restriction-site Associated DNA Sequencing (RAD-seq).

Ключевые результаты:

• Выявлена значительная генетическая структура с экстраординарным дисбалансом генетического разнообразия между популяциями.
• Обнаружены сигналы изоляции по географическому и нишевому расстоянию.
• Популяции начали расходиться, по оценкам, в позднем миоцене. Поднятие гор Хэндуань могло способствовать этому расхождению.
• Анализы выявили значительную связь между генетической изменчивостью и температурными переменными.
• Genome-environment association анализы идентифицировали 16 потенциально адаптивных локусов, в основном связанных с устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам.

Исследование даёт геномное представление о популяционной структуре и эволюционной истории древних реликтов Китая, предоставляя базовую информацию для сохранения вида. Оно также помогает в разработке эффективных программ охраны в условиях быстро меняющегося климата.

Работа опубликована в журнале New Phytologist под названием "Genomic insights into adaptation to heterogeneous environments for the ancient relictual Circaeaster agrestis (Circaeasteraceae, Ranunculales)".