本报讯 （吕扬）日前，西北工业大学生态环境学院蔡晶教授团队联合中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员团队、云南农业大学杨生超教授团队，通过多年研究，揭示了超大基因组演化和维持机制，为生物多样性保护和利用提供了重要理论基础和实践指导。
　　据介绍，基因组蕴含着不同生物适应各自生态环境的奥秘。因此，利用基因组为基础的多组学生物大数据、从基因和分子层面揭示生物多样性演化进程中生物与环境互作的生态适应机制，成为基因组学前沿技术推动生态学科创新发展的新方向。
　　蔡晶介绍，基因组大小与环境适应关系密切，一般推测大基因组的植物可能更加适合寒冷与阴暗的环境，但由于超过20Gb的大型基因组解析困难重重，迄今为止，大部分基因组解析工作都集中在2.45Gb以下的小型基因组。据介绍，2.45Gb一般被认为是被子植物基因组大小的中位数。
　　黑药花科植物家族因为家族内物种基因组大小相差悬殊（超过230倍），成为研究植物基因组大小变化与生态适应的重要模式类群。本项研究在这个植物家族中选取了具有超大基因组的滇重楼和对照物种兴安藜芦开展基因组解析和比较进化分析，经历7年攻关，成功解析了滇重楼54.58Gb的超大基因组。
　　面对超大基因组组装的世界性难题，研究团队创新研发染色体组装策略，成功组装出滇重楼五条巨型染色体，通过深入分析染色体互作数据，首次发现这些“巨无霸”染色体在细胞两次分裂间的休息期仍保持独特的高阶螺旋结构，颠覆了传统认知。对比同科植物兴安藜芦（基因组仅3.93Gb），研究团队发现滇重楼基因组并没有发生与兴安藜芦一样的两次全基因组复制，因此得出滇重楼基因组增大与全基因组复制事件无关。
　　本项研究为理解植物基因组大小差异和染色体结构多样性提供了新的视角。滇重楼地下茎中富含重楼皂苷等天然产物，药用历史悠久，是云南白药、季德胜蛇药等经典药方的关键原料。该发现有助于解析重楼皂苷等天然产物合成通路，为利用细胞工厂高效生物合成重楼皂苷奠定了重要基础。