8月，中南民族大学生科院刘虹教授团队在Nature旗下新期刊Communications Biology上发表题为“The Chrysosplenium sinicum genome provides insights into adaptive evolution of shade plants”的研究论文。原文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-024-06701-9。Communications Biology于2018年创刊，为Nature旗下高质量开放期刊，中科院一区TOP期刊，刊登生物科学各个领域的高质量研究和评论。中南民族大学生科院2022级博士研究生刘硕为该论文第一作者，刘虹教授与帖军教授为通讯作者。我校为论文第一单位。

该论文解析了药用植物中华金腰的全基因组，并为荫生植物的低光适应性进化提供了独特见解。此研究结合PacBio测序和Hi-C技术得到了虎耳草科金腰属植物中华金腰的全基因组组装（图1）。通过核基因组与细胞器基因组的比较分析发现，在适应弱光环境的过程中，中华金腰细胞器基因组向核基因组进行了转移，导致中华金腰核基因组中光合作用、细胞呼吸相关的基因家族发生了扩张和改变（图2）。通过比较基因组分析和进化分析发现，中华金腰中负责为光系统收集光能的捕光复合体II的关键组成蛋白Lhcb1在弱光的自然选择压力下发生了适应性进化，导致其扩张了STN7激酶关键磷酸化位点的苏氨酸数目，这可能奠定了中华金腰对弱光环境的适应性基础（图3）。此外，本研究通过转录组和代谢组分析，确定了中华金腰植株中的主要黄酮类代谢产物为金腰醇（chrysosplenol）和金腰苷（chrysosplenoside），并预测了这两类黄酮代谢物在中华金腰植株中的生物合成途径（图4）。

此次研究成果得到了国家自然科学基金面上项目、中南民族大学科研平台基金和中南民族大学学术创新团队基金的资助。

图1 中华金腰基因组组装概览

图2 中华金腰基因组的细胞内DNA转移

图4 中华金腰中类黄酮类型和类黄酮生物合成途径