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同源多倍体化对植物侧生器官形态建成影响的研究进展

2021-12-13晁亚琮武荣花张和臣

河南农业科学 2021年5期

晁亚琮,武荣花,蒋 卉,张和臣

(1.河南农业大学 林学院,河南 郑州 450002; 2.河南省农业科学院 园艺研究所,河南 郑州 450002)

高等植物多倍体化分为同源多倍体化和异源多倍体化[1]。同源多倍体化是指增加的染色体组来自同一物种,即同一物种经过染色体加倍而形成多倍体的过程,产生于物种内全基因组复制事件,同源多倍体化包括整倍体化和非整倍体化;异源多倍体化是指不同物种杂交产生的后代经过染色体加倍形成多倍体的过程,产生于包括特异性杂交在内的基因组复制事件[2-3]。相较于同源多倍体,异源多倍体在自然界中普遍存在,染色体重排和基因组复制在异源多倍体化过程中频繁发生,且大幅改变了植物的外部形态特征、生理特性、激素水平、代谢物质、育性及生态适应性等[4-6]。因此,异源多倍体兼具多倍体和杂种的双重优势,能够更好地应对进化及物种生存[7-9]。研究表明,异源多倍体在小麦、甘蓝、棉花等作物的长期进化和改良中发挥着重要作用[10-12]。与异源多倍体的“长期进化”相比,同源多倍体更倾向于“短期革命性变化”。虽然染色体倍增也会导致同源多倍体适应环境的能力增强,但在极端环境下的局限性、基因冗余导致的基因组不稳定性、近交衰退使其在物种进化中的局限性增加。近年来,越来越多的证据表明,自然界中同源多倍体可能比观察到的更加普遍,其受自然气候和环境波动的影响。同源多倍体化后植株定殖能力和远源杂交能力增强。……

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