生命科学
Life science
近日，中国科学院华南植物园调控网络，从而推动香蕉家族丰富多样的苞片颜色形成。
一张完整基因组，补上香蕉进化拼图的重要缺口
基因组是理解生物进化的重要基础。尽管近年来多个香蕉属物种的基因组陆续公布，但代表Callimusa类群的高质量参考基因组仍然十分有限。研究团队选择了花苞颜色鲜艳、处于香蕉属早期分化位置的观赏香蕉Musa exotica作为研究对象。利用PacBio HiFi、Nanopore超长读长和Hi-C等多种测序技术，研究人员获得了总长度约5.44亿碱基的
这一高质量基因组不仅成为目前香蕉属中连续性最高的基因组资源之一，也为后续开展跨物种比较基因组学分析提供了关键基础。研究发现，M. exotica基因组中近60%的序列由重复序列组成，而特定转座子元件与着丝粒区域高度相关，表明重复序列在香蕉家族染色体结构演化过程中发挥了重要作用。
香蕉祖先长什么样？研究首次重建祖先核型
在植物进化过程中，染色体并不是静止不变的。融合、断裂、交换等重排事件不断重塑基因组结构，推动物种分化。
随后数千万年的演化过程中，不同谱系经历了反复的染色体重排，包括：染色体末端连接（End-to-End Joining，EEJ）；相互易位（Reciprocal Chromosome Translocation，RCT）和嵌套式融合（Nested Chromosome Fusion，NCF）。这些重排逐渐将祖先的17条染色体减少为现生类群中的11条、10条甚至9条。研究发现，这一基于染色体结构重建得到的演化关系，与传统DNA序列构建的系统发育树高度一致，但能够进一步揭示隐藏在序列背后的染色体演化轨迹，为理解香蕉家族早期分化历史提供了全新的视角。
染色体重排不仅改变基因组，还可能改变“颜值”
香蕉家族最吸引人的特征之一，是各类物种之间丰富多样的苞片颜色。研究人员注意到，一个有趣的现象：
决定颜色深浅的关键，不是基因有多少，而是基因如何被调控
传统观点认为，拥有更多基因拷贝往往会产生更强的功能效应。然而在香蕉家族中，情况似乎并非如此。
进一步分析表明，一系列MYB和bHLH转录因子构成复杂调控网络，共同控制花青素通路活性。值得注意的是，一部分关键转录因子同样位于染色体重排断点附近区域。研究据此提出，染色体结构变化可能通过重塑调控网络，间接驱动香蕉家族苞片颜色的多样化演化。
从染色体到颜色：连接基因组演化与性状创新
长期以来，研究人员往往分别研究染色体演化和性状演化，而二者之间如何建立联系始终缺乏直接证据。这项工作首次将祖先核型重建、结构变异分析、基因复制研究以及转录组解析整合在同一框架下，提出了一条新的演化逻辑链：
相关论文信息
相关论文刊载于Cell Press细胞出版社
旗下期刊Current Biology，
▌论文标题：
Ancestral karyotype reconstruction provides insights into stepwise chromosome evolution and bract coloration in the banana family
▌论文网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S096098222601002X
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.07.071
CellPress细胞出版社