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      水生藻類基因組包含古代陸地植物基因
      
			
      
				2018-12-14 18:06:01
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      由日本金澤和神戶大學(xué)以及德國馬爾堡和弗賴堡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊對來自與陸地植物密切相關(guān)的淡水綠藻海藻Chara braunii的基因組進(jìn)行了測序和分析。通過將Chara的基因組與多個陸地植物基因組進(jìn)行比較，科學(xué)家能夠識別出許多起源于Chara和陸地植物共有的共同祖先的重要基因。該結(jié)果顯示在該雜志細(xì)胞。
      

      水生藻類基因組包含古代陸地植物基因
      

      陸地植物與其5億年前的水生親屬分開，是一組異常多樣的生物。
      

      對于植物而言，在陸地上生存需要一些新的進(jìn)化創(chuàng)新。例如，他們必須開發(fā)能夠從土壤中吸收養(yǎng)分的根系。
      

      他們還需要能夠在沒有水的浮力幫助的情況下支撐自身重量的堅固的莖。
      

      陸地植物的發(fā)展是為了應(yīng)對這些和許多其他環(huán)境挑戰(zhàn)，從而使它們今天在世界范圍內(nèi)豐富。
      

      為了更好地理解使這種轉(zhuǎn)變?nèi)绱顺晒Φ倪z傳適應(yīng)性，該團(tuán)隊解碼了Chara braunii的基因組。
      

      “最終有一個來自與陸地植物密切相關(guān)的藻類的基因組。這些信息將幫助我們了解哪些陸地植物功能真正新穎，“馬里蘭大學(xué)研究員Charles Delwiche教授說。
      

      Chara braunii屬于植物的一個分支，稱為Charophytic藻類，是陸生植物最親近的親戚。
      

      作為第一個對基因組進(jìn)行測序的Charophytic藻類之一，Chara braunii已經(jīng)獲得了關(guān)于陸地植物如何從其水生祖先進(jìn)化而來的重要信息。
      

      “我們的數(shù)據(jù)顯示，以前被認(rèn)為是陸地植物典型的許多基因已經(jīng)可以在這些藻類中找到，”資深作者馬爾堡大學(xué)的Stefan Rensing教授說。
      

      “這意味著陸地植物生長過程中出現(xiàn)的一些重要過程比以前認(rèn)為的要古老得多。事實上，這些特征中的一些在陸地植物存在之前就已經(jīng)發(fā)生了變化。“
      

      “共有作者：Raer Hedrich教授，來自維爾茨堡大學(xué)的Rainer Hedrich教授說：”Chara braunii藻類的基因包含了迄今為止僅歸屬于陸地植物的眾多進(jìn)化創(chuàng)新。
      

      Chara braunii擁有檢測植物激素乙烯存在所需的所有基因。這種能力存在于所有陸地植物中，其中乙烯起著廣泛的作用，從促進(jìn)種子萌發(fā)到果實成熟時的信號傳導(dǎo)。
      

      “鑒于乙烯在植物中的作用很多，我們想知道乙烯信號通路何時起源，”共同作者馬里蘭大學(xué)的Caren Chang教授說。
      

      “因為我們發(fā)現(xiàn)Chara braunii具有乙烯信號傳導(dǎo)的所有專門基因，這意味著這種能力甚至比Chara braunii還要老。”
      

      雖然Chara braunii可以對乙烯做出反應(yīng)，但該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)該物種缺乏制造激素所需的細(xì)胞途徑的關(guān)鍵步驟。
      

      Chara braunii與陸地植物共有的其他一些特征包括：卵子和精子細(xì)胞，它們允許植物制造可以分散在陸地上的種子;尖端生長，允許植物發(fā)育復(fù)雜的根，從土壤中獲取營養(yǎng);以及一些對植物細(xì)胞壁形成很重要的細(xì)胞機(jī)器，它可以讓植物支撐自身的體重。
      

      “大多數(shù)在吸收和分配營養(yǎng)物質(zhì)方面發(fā)揮作用的基因也存在于Chara braunii的基因組中，”共同作者，維爾茨堡大學(xué)的Dirk Becker教授說。
      

      “相比之下，在Chara尚未發(fā)現(xiàn)陸地植物根系中存在鉀的高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。這可能意味著鉀在水中比在土壤中更容易獲得。“
      
			

			
        
      
			
      
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