Геномный анализ выявил тупиковую гибридизацию между видами киви

По сравнению с аллополиплоидным видообразованием, случаев гомоплоидного гибридного видообразования у растений меньше. Хотя транзитные события гомоплоидной гибридизации были обнаружены у многих родов растений, убедительные доказательства на основе геномных данных редки.

Сетчатая эволюция, вызванная межвидовой гибридизацией, внесла большой вклад в видообразование Actinidia. Actinidia zhejiangensis — вид, описанный в 1982 году, распространен в провинциях Цзянси, Чжэцзян и Фуцзянь в Китае и имеет небольшую численность популяции.

Предыдущие исследования предполагали, что A. zhejiangensis произошел от гибридизации между Actinidia eriantha и Actinidia hemsleyana или Actinidia rufa, основываясь на ограниченных молекулярных маркерах и небольшом числе изученных таксонов. Гибридное происхождение A. zhejiangensis и филогенетические отношения с другими видами Actinidia до сих пор не могли быть определены на основе морфологических характеристик и имеющихся молекулярных данных.

Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук вместе с коллегами из Ботанического сада Лушана и Центра мониторинга лесных ресурсов провинции Чжэцзян создали референсные сборки геномов A. zhejiangensis и A. hemsleyana с хромосомным разрешением, чтобы выявить транзитную гомоплоидную гибридизацию A. zhejiangensis.

Результаты опубликованы в The Plant Journal под заголовком "Геномные анализы выявляют тупиковую гибридизацию между двумя глубоко дивергентными видами киви, а не гомоплоидное гибридное видообразование".

Хромосомы A. zhejiangensis были уверенно отнесены к двум наборам гаплома. В сочетании с опубликованным геномом A. eriantha исследователи обнаружили, что эти два гаплома происходят от A. eriantha и A. hemsleyana соответственно. На основе данных повторного секвенирования особей A. zhejiangensis, A. eriantha и A. hemsleyana они выяснили, что A. zhejiangensis в основном являются гибридами F1 A. hemsleyana и A. eriantha, причем A. hemsleyana и A. eriantha были постоянными отцовским и материнским родителями соответственно.

Таким образом, A. zhejiangensis не является стабилизированным независимым гибридным видом, хотя поток генов начался около 0,98 миллиона лет назад, что указывает на сильные репродуктивные барьеры между A. hemsleyana и A. eriantha.

Пять инверсий, содержащих гены, участвующие в прорастании пыльцы и росте пыльцевой трубки, могли повлиять на фертильность гибридов между A. hemsleyana и A. eriantha. Несмотря на отличные морфологические признаки и долгую рекуррентную гибридизацию, A. zhejiangensis не инициировал видообразование.

Это исследование предоставляет первые доказательства тупиковой гибридизации между двумя глубоко дивергентными видами киви, а не гомоплоидного гибридного видообразования, проливает свет на видообразование Actinidia и создает ценные геномные ресурсы для будущих эволюционных и функциональных геномных исследований киви.