摘要
红树林是热带亚热带沿海区域一种重要的生态系统，是海洋和陆地之间的重要连接和缓冲区。得益于一些红树植物的可泌盐叶片、发达的指状呼吸根、胎生的繁殖体等特色的生理结构，它们可以适应海岸潮间带的特殊环境。另一方面，水资源短缺和盐碱化是当今农业面临的主要挑战，因此，在分子水平上了解红树植物的环境适应性对于培育高度耐盐的农业作物是必要的。白骨壤（Avicenniamarina）是红树林生态系统最主要的植物之一。白骨壤物种包含白骨壤(var.marina)、桉叶白骨壤（var.eucalyptifolia）和澳洲白骨壤（var.australiasica）三个亚种。近年来，对白骨壤基因组的研究越来越多，尽管marina亚种的基因组数据已经发表，但仍缺少另外两个亚种的高质量染色体水平参考基因组进行系统性的比较基因组学分析。 本研究从头组装了桉叶白骨壤和澳洲白骨壤的参考基因组，并比较三个白骨壤亚种的基因组特征、染色体结构、转座子差异，以探究白骨壤物种在潮间带适应性进化的分子机制。主要结果如下: 1.构建了白骨壤三个亚种的全基因组染色体水平基因组(～450Mb)，并对其重复序列(～45％)和基因(～30，000)进行了注释，为后续基于基因组数据的研究提供了高质量的参考。 2.鉴定了白骨壤的两次间隔很短的全基因组复制事件，将32条染色体分为11个四联对旁系同源染色体组，并发现桉叶白骨壤基因组进化速率更快，验证了之前基于重测序研究的发现。 3.鉴定了白骨壤潜在的着丝粒串联重复序列，长度为176bp，在基因组中总长约21～49kb，远远小于近缘物种穿心莲中的总长(～882kb)。白骨壤着丝粒串联重复序列的收缩可能与白骨壤染色体结构的稳定性和选择压力相关。 4.为探讨白骨壤染色体三维结构与染色体组成之间的关系，使用Hi-C数据对白骨壤基因组的拓扑相关域(Topologicalassociateddomain，TAD)和区室(Compartment)进行了鉴定。两个区室具有不同的组成成分，并可能在不同的细胞阶段发挥主导作用。 5.转座子保守区序列的系统发育显示Copia超家族中的Bianka家族转座子和Gypsy超家族中的Retand家族转座子在三个白骨壤亚种中都出现了收缩，这可能是白骨壤转座子收缩的主要来源。 6.长末端重复(Longterminalrepeat，LTR)序列分析发现白骨壤的LTR丢失常常伴随着AT碱基含量的增加。经过断裂产生的新生染色体中LTR插入更加频繁，伴随着染色体三维结构的变化。这可能与新生染色体中更高的转座子转座活性或更低的选择压力相关。 总的来说，本研究报导了白骨壤三个亚种的高质量染色体水平基因组，并探究了相对于陆生近源物种穿心莲，白骨壤在适应潮间带环境过程中基因组的演化特征，为理解红树植物的趋同进化研究提供了重要参考，为红树林生态系统的保护提供了分子依据。
NETL