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Plant Communications:基因型与环境互作维持豆科植物-根瘤菌共生系统的遗传变异

已有 1370 次阅读 2020-10-14 08:48 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

The potential for genotype-by-environment interactions to maintain genetic variation in a model legume-rhizobia mutualism

第一作者Priya Vaidya

第一单位多伦多大学

通讯作者John R. Stinchcombe


 Abstract 


背景+问题The maintenance of genetic variation in mutualism-related traits is key for understanding mutualism evolution, yet the mechanisms maintaining variation remain unclear.


提出假设:We asked whether genotype-by-environment (GxE) interaction is a potential mechanism maintaining variation in the model legume-rhizobia systemMedicago truncatula-Ensifer meliloti.


结果1-试验设计:We planted 50 legume genotypes in a greenhouse under ambient light, and shade to reflect reduced carbon availability for plants.


结果2-表型:We found an expected reduction under shaded conditions for plant performance traits such as leaf number, aboveground, and belowground biomass, and a mutualism-related trait, nodule number.


结果3-GxE与根瘤:We also found GxE for nodule number, with ~83% of this interaction due to shifts in genotype fitness rank order across light environments, coupled with strong positive directional selection on nodule number regardless of light environment.


结论:Our results suggest that GxE can maintain genetic variation in a mutualism-related trait that is under consistent positive directional selection across light environments.


 摘  要 


与共生相关性状的遗传变异的维持对于理解共生演化是非常关键的一点,然而维持该变异的机制仍不清楚。作者想知道基因型与环境互作(GxE)是否是一个潜在的机制,作用于豆科植物-根瘤菌的模式系统紫花苜蓿-固氮菌(Ensifer meliloti)中变异的维持。作者在自然光(16/8 光/暗)和遮阴处理(遮挡70%的光照)的温室中种植了50个紫花苜蓿基因型(p.s. 暗处理会降低的豆科植物中的可利用碳)。作者发现,在遮阴条件下,受试植物的叶片数、地上和地下植株的生物量以及共生相关性状根瘤数,均会减少。作者还发现根瘤数GxE变异的83%是由不同光照条件下基因型适应性排序的变化所导致的,同时独立于光照条件对根瘤数存在强烈的正向选择。本文的研究结果显示GxE能够维持共生相关性状的遗传变异,在不同光照条件下处于一致的正向选择。


 通讯作者 


**John R. Stinchcombe**


个人简介:

1996年,巴克内尔大学,学士;

2001年,杜克大学,博士;

2001-2005年,布朗大学,博后。


研究方向:自然选择与遗传的交互作用


doi: 10.1016/j.xplc.2020.100114


Journal: Plant Communications

Published date: Oct 09, 2020



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