植物进化的窗口:石松植物不寻常的遗传旅程

2024-01-22 10:35:17

一个国际研究小组在石松植物中发现了一种显着的遗传现象,这种植物与蕨类植物相似,也是最古老的陆地植物之一。他们的研究最近发表在《科学院院刊》上,揭示了这些植物在超过 3.5 亿年的时间里一直保持着一致的遗传结构,这与植物遗传学的规范存在显着偏差。

“基因组进化速度异常缓慢,使这些植物与众不同,”博伊斯·汤普森研究所教授、该研究的资深作者费维·李博士说。“了解为什么这些植物变化如此之小可以揭示植物进化和遗传学的重要方面。”

同孢子植物是一组无籽维管植物,表现出非凡的基因组稳定性。研究小组对石杉和 Diphasiastrum complanatum 这两个物种的基因组进行了测序,这两个物种在大约 3.5 亿年前(大约在两栖动物开始爬上陆地的时候)从共同祖先中分化出来。

令人惊讶的是,人们发现,自从它们分化以来,大约 30% 的基因仍然保持相同的排列,表现出一种不寻常的进化模式,称为同线性。

“这项研究打开了一扇通向过去的窗户,向我们展示了这些植物的基因组成是多么的稳定,”该研究的合著者李王博士说。“这就像在基因水平上发现活化石。”

科学家们还观察到,在全基因组复制事件之后,复制的基因拷贝明显保留,这是不寻常的。“虽然少数重复基因可能会进化出新的角色,但绝大多数通过称为二倍化的过程相对较快地丢失,”博士后研究员兼该研究的共同第一作者 David Wickell 博士解释道。

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