近日，四川农业大学小麦研究所博士研究生陈晨和硕士研究生郑子略为共同第一作者，在Ecology and Evolution（JCR分区：Q2；2021年IF：2.912）上在线发表了题为：“Morphological, cytological, and molecular evidences for natural hybridization between Roegneria stricta and Roegneria turczaninovii (Triticeae: Poaceae) ” [“肃草（Roegneria stricta）和直穗鹅观草（R. turczaninovii）自然杂交的形态学、细胞学和分子证据（小麦族：禾本科）”]（https://doi.org/10.1002/ece3.8517）的文章。四川农业大学张海琴教授和四川省草原科学研究院张昌兵副研究员为该论文的共同通讯作者。
在生物进化过程中，天然杂交对物种形成有着重要的影响。据估计，约有 25% 的植物经历了杂交事件。小麦族物种数目繁多（约30属，460种），倍性多样（2x～12x），且它们的DNA序列含有较多的重复序列（70%～80%），染色体组存在较高的同源性或部分同源性关系。因此小麦族物种之间天然杂交的现象较为常见，天然杂种出现频率较高。
本研究从形态学、细胞学和分子系统学水平对小麦族鹅观草属天然杂种，R. stricta，R. turczaninovii和其他小麦族伴生物种综合分析，结果表明天然杂种是R. stricta和R. turczaninovii的杂交后代。首次证明在鹅观草属中存在天然同倍体杂种种群。对了解该属的物种进化提供了重要参考意义，该研究也首次报道 R. turczaninovii 的基因组组成为 StY，证实该物种当前的分类地位是正确的。主要研究结果如下：
1. 形态学分析
天然杂种在叶片被毛、基生叶被毛和茎秆茎节被毛等形态上表现为R. stricta和R. turczaninovii的中间性状（图1）。基于21个性状的聚类分析表明天然杂种与伴生物种R. stricta和R. turczaninovii亲缘关系更近。
图1 天然杂种和亲本形态特征
图2 基于21个性状的聚类分析
2. 细胞学分析
基于形态学分析推测天然杂种的亲本为R. stricta和R. turczaninovii，进一步对其进行细胞学鉴定。在减数分裂中期I天然杂种染色体配对与R. stricta和R. turczaninovii相比更不规律，但染色体配对比较完整，C-值>0.85，表明天然杂种的两亲本具有相同的染色体组。FISH和GISH结果表明：天然杂种，R. stricta和R. turczaninovii基因组组成都为StY。
图3 杂种和亲本减数分裂染色体观察
图4杂种和亲本FISH和GISH分析
3. 系统发育分析
基于核基因DMC1和叶绿体基因rps16的系统发育分析表明，杂种RH1的母本和父本分别是R. stricta 和 R. turczaninovii；杂种RH2的母本和父本分别是R. turczaninovii 和 R. stricta。
图5基于DMC1序列的系统发育树
图6基于rps16序列的系统发育树
本研究为国家自然科学基金面上项目（31870309）的研究内容。本课题组还发现了不同属间、不同倍性小麦族物种之间的杂种，后续将陆续发表。