1. 2019年3月18日，The Plant Cell杂志发表了题为“Adaptation and phenotypic diversification through loss-of-function mutations in Arabidopsis protein-coding genes”的研究论文。

一般认为，基因数目的增加，例如基因重复或者形成全新基因，对于生物生存繁衍具有重要意义。然而，基因数目减少同样也能产生重要的遗传变异，进而对生物的生存及繁衍产生积极的效果。这一事实在以往并未得到充分关注。而以“减少就是增加”（less is more）为代表的假说，则提出了基因的假基因化或丢失等基因数目减少事件与增加事件一样重要。但是，这一假说的科学证据有待发掘，特别是假基因化在生物进化中的实际作用及其意义仍不清楚。 

中国科学院植物研究所郭亚龙研究组与中科院动物所张勇研究员、美国Salk研究所Wolfgang Busch教授合作，利用拟南芥的群体基因组数据，运用群体遗传学及数量遗传学的方法，对“减少就是增加”假说进行了验证。研究人员发现，假基因化对表型变异非常关键， 1%的假基因化变异在群体里受到正选择，表明假基因化与基因重复一样，与适应性进化密切相关。在1000多个全球分布的拟南芥自然品系的基因组中，有34%的基因没有发生假基因化突变，说明这些基因对于拟南芥在自然条件下生存繁衍是不可缺少的，也说明在自然界里基因组里的必需基因（essential gene）的数目远远大于实验室里估计的必需基因数目。 

该研究在全基因组水平上系统性地研究了植物假基因化的进化规律及机制，表明基因功能缺失变异对植物进化非常重要。该研究证实了“减少就是增加”假说，证明基因数目的减少与增加一样都能对生物进化产生巨大的影响。研究成果表明，基因数目的增加与减少只是相对的，进化的核心是变异。

　　假基因化（less）与基因重复（more）一样与适应性进化密切相关 

据悉郭亚龙研究组博士研究生徐永超为第一作者，郭亚龙研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项、中科院种子创新研究院和Salk研究所启动资金支持。 

论文链接：

http://www.plantcell.org/content/early/2019/03/18/tpc.18.00791

2. 2019年3月15日，PNAS 杂志发表了题为“Transposable elements drive rapid phenotypic variation in Capsella rubella”的研究论文。

在物种形成或物种入侵到新生境时，往往只涉及祖先物种里的少数群体或个体，从而导致形成的新物种或入侵群体的遗传多样性下降，即所谓“瓶颈效应”。尽管瓶颈效应使得新物种或入侵群体遗传多样性很低，但这些群体仍能够适应新生境。这种很低的遗传多样性和很强的适应能力之间的巨大反差被称为“生物入侵的遗传悖论”。对于这一问题的研究，有助于加深人们对于物种适应性进化的理解。

十字花科芥属植物Capsella rubella是一个新近起源的二倍体物种，为拟南芥的近缘种，其祖先物种为C. grandiflora。在进化过程中，C. grandiflora的少数个体交配系统从异交变为自交，从而产生了C. rubella。尽管C. rubella的遗传多样性较低，但其分布范围却比其祖先物种要大，因此成为研究“生物入侵的遗传悖论”的一个典型案例。

该研究通过比较C. rubella与C. grandiflora，发现了“生物入侵的遗传悖论”的一个进化机制。研究人员发现，转座子在C. rubella里高度富集，其变异促进了快速的表型变异。例如转座子插入到开花时间相关基因FLC区域促进开花，早开花使这个物种能够适应地中海区域夏季炎热干燥的气候。

该研究表明，遗传多样性很低的物种能够通过转座子的大量扩增，快速产生遗传变异，并导致开花时间等关键适应性状的变异，从而提高其适应能力。该研究揭示了“生物入侵的遗传悖论”一个可能原因，即转座子的“爆发”产生的遗传变异可以使遗传多样性很低的物种快速适应新生境。

转座子在C. rubella基因组里大量扩增

据悉郭亚龙研究组博士研究生牛小敏和徐永超为共同第一作者，郭亚龙为通讯作者。该研究得到基金委“微进化过程的多基因作用机制”重大研究计划、中科院B类战略性先导科技专项“植物特化性状形成及定向发育调控”、中科院种子创新研究院以及中科院国际人才计划资助。

文章链接：

https://www.pnas.org/content/pnas/early/2019/03/13/1811498116.full.pdf