寄生习性驱动菟丝子物种质体基因组结构变异和基因丢失

半寄生物通过吸器从寄主植物获取营养和无机盐，这种习性在被子植物中已经独立进化了至少12次。菟丝子代表了从自养生物独立进化为寄生生物的 12 个被子植物目之一。

从形态上看，菟丝子属茎-海马，根和叶完全退化或光合活性非常弱或丧失。菟丝子质体基因丢失和基因组功能退化已多次被报道。但其基因与基因组功能退化和进化之间的进化联系尚未阐明。

中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员及其合作者对29个新质体进行了从头组装，其中包括来自7个菟丝子属物种和9个旋花科自养物种的20个样本。

他们破译了菟丝子及其菘丝科自养植物近缘植物的质体进化机制。他们的研究发表在《植物分子生物学》上。

结果表明，旋花科植物质体结构变异多样，有9种结构重排和6种反向重复序列(IR)边界扩张收缩。结构变化与寄生生命形式转变密切相关，并且可能因红外边界扩张-收缩和大重复片段而加剧。

此外，菟丝子属物种的质体退化是进行性的，仅在来自禾本科亚属的角藻科的三个物种中发生大量基因丢失。

总体而言，菟丝子的寄生习性促进了质体基因暴露于宽松的选择性约束，大量质体基因微变异的积累导致质体退化。

“我们的研究为更好地理解菟丝子属的质体进化、变异和减少提供了新的证据，”天地植物园的余文斌说。