本报讯（记者崔雪芹 通讯员张运）近日，扬州大学教授金飚、徐辰武在《基因组生物学》在线发表最新成果。该研究首次从种群遗传谱系和单粒种子遗传谱系两个层面揭示了长期多代高温下植物的DNA突变速率和突变谱规律，为阐明长期环境胁迫下植物分子进化机制提供了重要的理论依据，同时为探索植物对未来气候变暖的长期响应和适应趋势提供了前瞻性预测。

突变是生物体遗传和变异的基础，是生物进化的根本驱动力。但是当前学界极少涉及长期多代高温胁迫下植物遗传变异研究，长期环境温度升高对植物基因组DNA突变的影响尚不清楚。

该研究团队通过10多年努力，以模式植物拟南芥为研究材料，成功获得不同高温多代的种群谱系和单粒种子谱系。团队通过全基因组测序分析和多重验证，确定了多代高温能显著加速DNA突变积累、改变分子突变谱；突变位点呈现非随机性分布，基因间区、编码区及转座元件突变频率明显增加；更多突变发生在防御响应、DNA修复及信号等方面。

团队进一步分析发现，实验中用来测定突变积累的植物种群和株系的突变位点分布模式显著不同，表明种群受到了更强的选择作用。团队通过突变偏向性分析表明，多代高温突变更偏向于低基因密度区、特定的三核苷酸及串联重复或简单重复区域。联合DNA甲基化分析发现，甲基化有助于多代高温DNA突变的积累。

该研究揭示了环境变暖趋势下植物的突变规律，这一发现有助于解释植物纬度生物多样性梯度以及冰期—暖期植物分子进化和物种形成机制。

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https://doi.org/10.1186/s13059-021-02381-4