- 题目：温带禾草（早熟禾亚科）系统发育关系及其适应性演化
- 时间：美国中部时间 2022年03月09日（星期三）7AM（北京时间03月09日9PM）
- 地点：Tecent and Bilibili live stream
- 主讲人:张琳, 本科毕业于四川农业大学；硕士毕业于中科院昆明植物研究所；博士就读于复旦大学生命科学学院马红课题组，于2021年11月毕业。 目前主要的关注领域是植物系统发育，性状演化，基因重复/演化，适应性演化。
中文摘要
被子植物对低温环境的适应在植物演化历程中多次出现。特别是自始新世中期至渐新世晚期（～46－27个百万年前）全球古气候持续大幅降温，促使热带植物类群的收缩和温带物种的扩张。尽管现存被子植物中温带植物分布在不同分支或科（如虎耳草科、十字花科、菊科），但是被子植物在温带地区成功适应并广泛分布甚至多样化并不普遍。为此，认识温带植物在演化过程中是如何适应温带环境并在该地区繁荣具有重要的意义。早熟禾亚科（常称温带禾草）是禾本科最大的亚科（～3900种，占禾本科物种数目约34％），占据禾本科大多数分布在温带至寒带地区的物种，数目上与中等大小的科如十字花科、蔷薇科、伞形科相当，超过被子植物96％的科。早熟禾亚科包含经济作物小麦（Triticum aestivum）、大麦（Hordeumvulgare）、燕麦（Avena sativa）和黑麦（Secale cereal）；牧草资源黑麦草（Lolium perenne）、羊茅（Festuca ovina）和鸭茅（Dactylis glomerata）；模式植物二穗短柄草（Brachypodiumdistachyum）以及观赏植物针茅（Stipa capillata）、佛子茅（Calamagrostisepigeios）、碱茅（Puccinellia distans）等。广泛分布在温带、寒带、高山高寒等极端环境中，是温带草原、苔原、高山等地区的优势和建群物种，对其生态平衡具有重要意义。然而，到目前为止，温带禾草的系统发育研究主要基于少量叶绿体或核基因标记，亚科的族间及亚族间关系尚不清楚，极大地限制了对温带禾草的起源、扩张、性状/基因演化等适应性演化事件的探讨。 本研究我们选择早熟禾亚科157个代表种，覆盖亚科全部15族，超过92%亚族（24/26），进行转录组测序，筛选低拷贝直系同源核基因获得五个基因集，构建高度支持且一致的亚科系统发育关系。首次解析了亚科中早期分化族的族间以及早熟禾族内各亚族间的系统关系。基于稳定的系统发育关系，推算早熟禾亚科大约起源于约68个百万年前的白垩纪晚期，亚科的族、亚族和属分别在三个地质时期集中分化，对应古气候全球气温下降或低温振荡时期，暗示温带禾草对外部气候环境尤其是气温下降或低温的强大适应能力。另外，利用物种树和基因树映射关系得到信息支持温带禾草经历了五次近期的全基因组重复（WGD）和八次其他基因重复事件（CGD）。特别地，发生于始新世－渐新世交替期附近（E-Otransition）的核心早熟禾亚科（core Pooideae，占亚科80％物种）共有的基因重复（CGD5）可能促进了核心亚科的多样化、生境从郁闭走向开阔的性状转变以及抗冷基因（如CBF）拷贝数目的变化，帮助其适应古气候出现的低温环境，进而为其成功适应温带环境奠定分子遗传基础。
参考文献
Lin Zhang, Xinxin Zhu, Yiyong Zhao, Jing Guo, Taikui Zhang, Weichen Huang, Jie Huang, Yi Hu, Chien-Hsun Huang* and Hong Ma*. 2022. Phylotranscriptomics resolves the phylogeny of Pooideae and uncovers factors fortheir adaptive evolution. Molecular Biology and Evolution. 39(2).