植物交配系統轉變是自然界中最常見的進化現象之一。交配系統由異交向自交的轉變通常伴隨著一系列表型性狀和遺傳特征的變化，即自交綜合征。迄今為止，人們對植物交配系統轉變的基因組效應還非常缺乏理解。
報春苣苔（Primulina tabacum）是國家重點保護野生植物，目前僅分布于南嶺山地的喀斯特和丹霞地貌特殊生境。前人研究發現，該物種具有“花瓣脫落”自花授粉機制，這與其他報春苣苔屬植物普遍的異花授粉機制明顯不同。但是，我們也發現報春苣苔種內存在交配系統多樣性，其自然種群具有從高度自交到高度異交的連續變異，這為研究交配系統轉變的遺傳效應提供了理想材料。
中科院華南植物園植物研究中心康明研究團隊以報春苣苔和牛耳朵（Primulina eburnea）為研究對象，采用全基因組測序及群體基因組重測序數據，系統地從基因組水平研究了報春苣苔屬交配系統轉變的遺傳效應。研究發現，報春苣苔高自交群體具有典型的基因組自交綜合征，具體表現為自交群體遺傳多樣性喪失、適應性潛力下降、選擇效率減弱、連鎖不平衡程度升高、遺傳負荷增加及有害突變積累等不良后果，該結果支持了自交是進化死胡同的假說。但是，報春苣苔混合交配的群體中并沒有發生遺傳多樣性喪失以及遺傳負荷增加，說明混合交配能在一定程度上避免自交帶來的不良影響。此外，基于遺傳多樣性比較與群體歷史重建，研究發現報春苣苔高自交群體的遺傳多樣性喪失主要是由交配系統轉變導致的，而不是遺傳瓶頸。該研究為理解植物交配系統的轉變及進化提供了詳實的實驗證據。同時，該研究發現，報春苣苔具有3個高度遺傳分化的地理譜系，為該物種的遷地保護策略提供了理論基礎。
相關研究成果已近期發表在國際進化生物學重要期刊Molecular Ecology（《分子生態學》）上。華南植物園博士研究生易慧琴為論文第一作者，康明研究員為論文通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金和中科院戰略先導科技專項（B類）等的資助。
圖1. 報春苣苔與牛耳朵表型差異
圖2. 報春苣苔和牛耳朵純化選擇作用強度、遺傳負荷以及適應性進化速率比較
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