作者:丁佳 来源:中国科学报 发布时间:2020/2/11 14:03:27
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小小角苔 会“借”基因
中科院植物所发布首个高质量角苔参考基因组

 

中国科学院植物研究所研究员陈之端团队通过一系列精细设计的去污染流程,得到了119 Mb的芽胞角苔基因组组装结果,获得了第一个高质量的角苔参考基因组,填补了苔藓类植物相关研究的空白。相关成果2月10日作为封面文章在线发表于国际学术期刊《自然—植物》(Nature Plants)上。

陈之端研究组于2008年启动了角苔基因组测序计划,经过多年攻关,终于在角苔基因组的解析上获得了突破。该研究通过系统发育基因组学分析进一步确定了苔藓类植物的单系性,并支持角苔类位于苔藓类分支的最基部。

研究人员发现,在植物登陆过程中,角苔可谓“轻装上阵”,具有一套与其简单的形态结构相匹配的低冗余度的小基因组;同时其基因组又不失功能的完备性,包含了与植物发育相关的基本转录调控工具包。与之相对,在角苔基因组当中与RNA编辑、UV耐受以及抗脱水等环境适应相关的基因家族却通过串联重复获得了扩张,同时角苔还受益于从土壤细菌和真菌转移而来的基因,丰富了其抗性响应和代谢相关的基因组分。

此前,角苔类是苔藓类中唯一没有完整解析的高质量参考基因组的类群,该研究弥补了这一空白,结合在其他苔藓类植物中的相关报道,该研究认为,从土壤细菌和真菌中“借”基因来更好地适应陆地环境是早期陆地植物的“通用”手段,进而深入揭示了苔藓类植物对陆地环境的适应机制。

据了解,苔藓类包括苔、藓和角苔三大分支,是现存最早的陆生植物,代表了植物演化过程中从水生到陆生的过渡类群。长久以来关于早期陆地植物的起源与植物登陆一直存在诸多争论和未解之谜。近年来,人们利用组学数据将早期陆地植物的系统位置争论聚焦到了角苔类上。角苔类以其难解的系统位置,衍生与原始兼具的形态特征,及与细菌和真菌广泛共生的特异现象而备受关注。

相关论文信息:

https://www.nature.com/articles/s41477-019-0588-4

 
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