近日，所（园）植物生态与环境研究中心植物景观生态项目组在植物学领域1区top期刊《New Phytologist》上发表题为《The baldcypress genome provides insights into the adaptive evolution of flooding stress tolerance》的研究论文。该研究通过落羽杉基因组的解析，揭示了高等植物的洪水应答机制和耐水植物基因组的趋同进化。

裸子植物的进化史显示，大部分裸子植物在水涝环境中生长受限，但落羽杉却能在湿地中繁茂生长，成为耐涝裸子植物的重要代表。本研究首次实现了落羽杉的染色体级基因组组装，基因组大小约为7.82 Gb，包含44,010个蛋白质编码基因。以水稻和拟南芥分别代表耐水与不耐水的被子植物，落羽杉和红豆杉作为耐水与不耐水的裸子植物代表，鉴定出409个共同上调和668个共同下调的直系同源基因簇，揭示了高等植物中保守的洪水胁迫响应机制。此外，有352个直系同源基因簇在耐涝植物中表现出更丰富的上调，表明其在耐水响应中具有增强机制。基因组顺式作用元件和基因扩张分析显示，落羽杉采用了与水稻不同的演化策略：两者均涉及ERF-VII转录激活和抗氧化通路的扩张，但每个物种在这些通路中扩张了不同的节点。同时，落羽杉中剪接体基因与水稻中替代性能量制造通路的扩张，进一步反映出它们差异的进化策略。本研究揭示了高等植物洪水应答与耐水机制的多样性与共性，为植物耐涝性遗传改良提供了宝贵的理论基础。

江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园）为该论文的署名单位和通讯作者单位，植物景观生态项目组杨颖助理研究员为第一作者，殷云龙研究员和汤程贻助理研究员共同通讯作者。该研究得到江苏省落羽杉属树木育种与培育省级长期科研基地（LYKJ[2021]05）、江苏省植物资源研究与利用重点实验室开放基金（JSPKLB202047）以及国家自然科学基金（31700588）的支持。

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70230