我科學家發現陸地植物的共同祖先 揭示其成功登陸的“秘密”

本網訊(記者 李麗穎)近日,國際學術期刊《細胞》在線發表中國農科院深圳基因組所程時鋒團隊有關植物祖先陸地化研究的最新成果:陸地植物的共同祖先,是一個“未上岸先適應”的單細胞綠藻。

該團隊與來自德國、加拿大、俄羅斯和深圳華大基因的科學家聯合,首次報道了陸地植物祖先在5億年前突破干旱適應成功登陸的分子機制,揭示了它“借用”土壤細菌基因的遺傳物質創新以驅動漫長的陸地化進程。這就解開了科學界爭議已久的陸地植物共同祖先起源之謎。

此前,科學家們明確,陸地植物的祖先來自江河湖海,從水生到陸生,從簡單到復雜的演化過程中,經歷過很多重要的進化創新。程時峰團隊通過系統研究,證明了一種水生的單細胞綠藻Spirogloea muscicola是所有陸地植物最近緣的共同祖先。他們發現,許多之前被認為是陸地植物才有的基因,在該綠藻基因組上都能找到起源的“根”。

同時,該研究發現,在進化過程中,為了適應陸地環境,陸地植物的共同祖先從土壤細菌中“借”來了兩個關鍵基因:GRAS和PYL,這是大自然自發的“遺傳工程事件”,也是陸地植物祖先適應陸地生境的關鍵分子驅動力。此前這兩個關鍵基因一直被認為是陸地植物所特有的。科研人員發現這次水平基因轉移事件發生的時間約為6億年前,與植物陸地化上岸前的化石時間相吻合。

基因組所程時鋒研究員為該文第一作者,德國科隆大學Michael Melkonian教授以及加拿大阿爾伯塔大學Gane Ka-Shu Wong教授為該文共同通訊作者,基因組所程時鋒團隊冼文飛實習研究員為共同第一作者。項目受到深圳市科創委、中國農業科學院創新工程、廣東省嶺南實驗室和華大基因的資助。


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