作者:朱汉斌 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/1/31 11:05:42
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深圳市中科院仙湖植物园破译买麻藤类植物全基因组

 

科学网深圳1月31日讯(记者朱汉斌)今天,记者从深圳市中国科学院仙湖植物园获悉,由该园副研究员万涛团队牵头,联合包括中国科学院中-非联合研究中心、兰科中心、诺禾致源(Novogene)、英国皇家植物园-邱园、中国科学院植物研究所、武汉大学等国内外知名院所开展的裸子植物——“买麻藤全基因组计划”目前取得重大进展。相关研究1月29日以封面长文形式在线发表于《自然-植物》杂志。

裸子植物和被子植物的起源、分歧及演化,是现代植物学科的基础热点领域。现存35万余种种子植物被分成苏铁类、松柏类、银杏、买麻藤类(裸子植物)和有花植物(被子植物)五大类。其中被喻为“百年之谜”的买麻藤类植物,因其独有的形态特征以及历史研究背景,一直受到世界植物学家的广泛关注。一个多世纪来,对买麻藤类植物的系统分类地位持续争论,不同假说层出不穷,迄今仍未有定论,号称百年之争。

研究人员通过开发新的基因组组装软件,克服了裸子植物高重复和高杂合的技术难点,对接近4.5 G的买麻藤(G. montanum)进行全基因组测序组装,并结合转录组数据,对现今已发表的17种代表性陆地植物进行了全基因组比较及相关分析。首次揭示了早期种子植物不同分支的基因组演化历史并推导了其共同最近祖先的古老基因组特征。研究发现,买麻藤的基因组特征显著区别于其他已报道的种子植物(针叶树、银杏、被子植物),在某些特定的特征上如内含子、重复序列进化模式和现存最古老被子植物无油樟“相似”。

此外,买麻藤在种子植物保守功能基因集合(现存种子植物共享)呈现出非常古老的状态,暗示并未发生剧烈的家族扩张和收缩。文章从基因组层面,全面分析并呈现了买麻藤独有的“特质”,帮助我们对种子植物共同祖先的特定基因组特征进行了推演和讨论,同时也为目前作为针叶树(Conifers)姐妹群的假说(Gnepine,Gnecup or Gnetifer)提供新的思考,暗示了种子植物早期的演化比我们想象中更为复杂。

来自美国Arizona University的植物进化研究专家Michael S. Barker 同期专门撰文在线评述该项研究工作内容及意义,认为买麻藤的基因组图谱绘制和解读,为人们研究早期种子植物的分歧演化提供了极为重要关键的数据资源,论文的分析发现将对人类重新理解种子植物演化及适应历史提供新的视角。

据了解,该研究论文题目为“买麻藤基因组与早期种子植物演化”,中国科学院中-非联合研究中心生物多样性保护首席研究员、深圳市中国科学院仙湖植物园副研究员万涛是论文的第一作者,中国科学院中-非联合研究中心主任王青锋研究员和深圳市中国科学院仙湖植物园教授级高级工程师王晓明博士为并列通讯作者。

 
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