科學(xué)家對(duì)獨(dú)特開花植物三葉草Amborella trichopoda的序列基因組

一個(gè)大型的國(guó)際遺傳研究人員財(cái)團(tuán)對(duì)全基因Amborella trichopoda進(jìn)行了測(cè)序和分析，Amborella trichopoda是古代進(jìn)化譜系的唯一幸存者，其起源可追溯到所有開花植物的最后祖先。

結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一系列論文中(論文1，論文2和論文3)，為為超過(guò)300,000種現(xiàn)存開花植物的驚人多樣性鋪平了道路的過(guò)程提供了新的思路。

“就像鴨嘴獸(一個(gè)古老世系的幸存者)的基因組序列可以幫助我們研究所有哺乳動(dòng)物的進(jìn)化一樣，Amborella的基因組序列可以幫助我們了解所有花朵的進(jìn)化，”作者是布法羅大學(xué)的Victor Albert博士。

Albert博士和他的同事們說(shuō)，Amborella的基因組是南太平洋新喀里多尼亞主島Grande Terre特有的一種矮小的林木或灌木，提供了確鑿的證據(jù)，證明包括Amborella在內(nèi)的所有開花植物的祖先都隨著大約2億年前發(fā)生的“基因組倍增事件”。

隨著時(shí)間的流逝，一些重復(fù)的基因丟失了，而其他基因承擔(dān)了新的功能，包括對(duì)花器官發(fā)育的貢獻(xiàn)。

“因此，基因組倍增可解釋白堊紀(jì)時(shí)期化石記錄中開花植物新物種的突然繁殖。幾代科學(xué)家致力于解決這個(gè)難題。”賓州州立大學(xué)的合著者Claude dePamphilis博士說(shuō)。

賓夕法尼亞州立大學(xué)的合著者Joshua Der博士說(shuō)，作為Amborella基因組價(jià)值的另一個(gè)例子：“我們估計(jì)所有開花植物的最后共同祖先至少存在14,000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。這些基因中有許多是開花植物所特有的，眾所周知，許多基因?qū)τ谏a(chǎn)花以及開花植物特有的其他結(jié)構(gòu)和其他過(guò)程都非常重要。”

佐治亞大學(xué)的Jim Leebens-Mack博士指出：“ Amborella基因組序列有助于“核心雙子葉植物”中祖先基因順序的重建，這一龐大的群體約占所有被子植物的75%。這一組包括番茄，蘋果和豆類，以及橡樹和楊樹等木本植物。”

作為這個(gè)多樣化群體的進(jìn)化局外人，Amborella基因組使研究人員能夠估計(jì)祖先雙子葉植物基因組中基因的線性順序，并推斷出在雙子葉雙子葉植物進(jìn)化中超過(guò)1.2億年發(fā)生的特定于譜系的變化。

同時(shí)，Amborella似乎已從其他開花植物生命樹中分裂出來(lái)，獲得了一些不同尋常的基因組特征。

例如，可以改變位置或在基因組內(nèi)繁殖的DNA序列似乎已經(jīng)在Amborella基因組中穩(wěn)定了。

“大多數(shù)植物顯示出這種可移動(dòng)DNA活性最近爆發(fā)的證據(jù)，但是Amborella的獨(dú)特之處在于，它在過(guò)去的幾百萬(wàn)年中似乎并沒(méi)有獲得許多新的可移動(dòng)序列，”該大學(xué)的合著者蘇·韋斯勒博士說(shuō)。加州河濱。

“插入一些可轉(zhuǎn)座元件會(huì)影響蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)和功能，因此停止移動(dòng)DNA活性可能會(huì)減慢基因組結(jié)構(gòu)和基因功能的進(jìn)化速度。”

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