雜交是植物物種形成的重要方式。雜交物種維持其物種職位的遺傳機(jī)制，通常的注釋是雜交親本細(xì)胞核內(nèi)基因組經(jīng)過長期的進(jìn)化，已形成配合適應(yīng)基因復(fù)合體，從而保證了物種的完整性。然而，關(guān)于核基因與質(zhì)體基因組的互作在維持其物種職位中的作用常被忽略或低估。
中國林科院林業(yè)研究所利用核微衛(wèi)星符號(hào)和葉綠體DNA序列，分解了我國新疆阿勒泰地區(qū)額爾齊斯河流域銀白楊和歐洲山楊雜交帶的遺傳結(jié)構(gòu)，探討了核質(zhì)不相容在維持種間雜交頻仍發(fā)生的楊樹的物種職位中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，種間雜合子銀灰楊在該雜交帶普遍存在，但銀白楊和歐洲山楊的種間分化仍然很高。雜交帶的銀灰楊個(gè)體多數(shù)為F1代雜合子，其次為與銀灰楊回交發(fā)生的后裔，而F2代以及與歐洲山楊回交發(fā)生的后裔很少，解釋種間基因漸滲程度不高，且更偏向于從歐洲山楊到銀白楊。銀灰楊可攜帶任一親本的葉綠體單倍型，是二者雙向雜交的效果，但是其單倍型來源與核微衛(wèi)星基因型顯著連鎖，即僅存在葉綠體與核基因同種來源的回交后裔。這解釋，由于核-質(zhì)不相容的存在，葉綠體和核基因組種間組合的回交后裔很可能被自然選擇所鐫汰，從而極大地限制了經(jīng)回交而導(dǎo)致的銀白楊和歐洲山楊之間的基因流。
研究效果為注釋雜種和其親本物種完整性的維持機(jī)理提供了重要理論依據(jù)。研究成果以論文“Genetic structure of Populus hybrid zone along the Irtysh River provides insight into plastid-nuclear incompatibility”為題，在線揭曉于Nature子刊Scientific Reports上(全文鏈接：https://www.nature.com/articles/srep28043)。論文第一作者為曾艷飛副研究員，該研究得到了中心級(jí)公益性科研院所專項(xiàng)資金-重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)地支持。