植物進(jìn)化之窗：石松植物不尋常的遺傳之旅
作者:綜合 來源:知識 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時間:2025-12-08 20:33:58 評論數(shù):
德國Schw bisch-frnkische Waldberge。鳴謝:uux.cn/維基共享，進(jìn)化CC BY-SA 3.0
（神秘的石松地球uux.cn）據(jù)博伊斯·湯普森研究所：一個國際研究小組在石松植物中發(fā)現(xiàn)了一個顯著的遺傳現(xiàn)象，這種植物類似于蕨類植物，不尋是遺傳最古老的陸地植物之一。他們的植物之窗植物之旅研究最近發(fā)表在《PNAS》雜志上，揭示了這些植物在超過3.5億年的進(jìn)化時間里一直保持著一致的遺傳結(jié)構(gòu)，這與植物遺傳學(xué)的石松標(biāo)準(zhǔn)有很大的差異。
“基因組進(jìn)化的不尋異常緩慢的速度使這些植物與眾不同，”博伊斯·湯普森研究所教授、遺傳該研究的植物之窗植物之旅資深作者費(fèi)伊·李瑋博士說。“了解這些植物變化如此之小的進(jìn)化原因可能會揭示植物進(jìn)化和遺傳學(xué)的重要方面。”
同型孢子石松植物是石松一組無核維管植物，表現(xiàn)出非凡的不尋基因組穩(wěn)定性。該團(tuán)隊(duì)對兩個物種亞洲石杉和扁平石杉的遺傳基因組進(jìn)行了測序，這兩個物種在大約3.5億年前（大約在兩棲動物開始爬上陸地的時候）從一個共同的祖先分化出來。
令人驚訝的是，人們發(fā)現(xiàn)自從它們發(fā)生分歧以來，約有30%的基因保持相同的排列，表現(xiàn)出一種被稱為共線性的不尋常的進(jìn)化模式。
“這項(xiàng)研究為我們打開了一扇了解過去的窗戶，向我們展示了這些植物的基因構(gòu)成有多么穩(wěn)定，”該研究的合著者王理博士說。“這就像在基因?qū)用嬲业搅嘶罨！?br>科學(xué)家們還觀察到，在全基因組復(fù)制事件后，復(fù)制的基因副本保留顯著，這是不尋常的。博士后研究員、該研究的第一作者之一大衛(wèi)·維克爾博士解釋說:“雖然少數(shù)重復(fù)基因可能會進(jìn)化出新的角色，但絕大多數(shù)基因會在一個稱為二倍體化的過程中相對較快地丟失。”
然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使經(jīng)過數(shù)億年的進(jìn)化，這些同孢子石松植物通常也保留了兩組相對較少變化的基因。
“同孢子石松植物保留了如此多的重復(fù)基因和如此多的共線性令人著迷，有點(diǎn)令人驚訝，這不一定符合我們關(guān)于基因組在大規(guī)模復(fù)制后如何重組的傳統(tǒng)想法，”Wickell指出。
“雖然目前還不清楚到底是什么導(dǎo)致了這種差異，但我們相信，對同孢子植物的進(jìn)一步研究有可能為所有陸地植物的植物遺傳和進(jìn)化提供新的見解。這也強(qiáng)調(diào)了保護(hù)生物多樣性的重要性，因?yàn)檫@些神奇的植物掌握著地球生命歷史的重要線索。”