“植物界大熊貓”蘇鐵完整基因組圖譜首次發布

2026-03-27 02:07:31 來源:環球網 閱讀數:2968

近日,科學家完成蘇鐵基因組解析工作,發布蘇鐵完整基因組圖譜,這意味著種子植物基因組演化研究中的最後一塊拚圖已順利完成。4月18日,《自然-植物》(Nature Plants)以封麵文章發表該研究成果。據悉,該研究成果數據公開共享,全球科學家可免費下載使用。

蘇鐵是地球上現存最古老的種子植物,是著名的“活化石”植物。它的起源可以追溯到大約3億年前,在侏羅紀時代達到最盛期,曾與恐龍一起稱霸整個地球。

蘇鐵經曆過兩次大滅絕、數(shu)輪(lun)冰(bing)川(chuan)期(qi)等(deng)諸(zhu)多(duo)考(kao)驗(yan),在(zai)這(zhe)個(ge)星(xing)球(qiu)上(shang)存(cun)活(huo)了(le)億(yi)萬(wan)年(nian),今(jin)天(tian)卻(que)已(yi)處(chu)於(yu)瀕(bin)危(wei)邊(bian)緣(yuan)。目(mu)前(qian),蘇(su)鐵(tie)被(bei)世(shi)界(jie)自(zi)然(ran)保(bao)護(hu)聯(lian)盟(meng)紅(hong)色(se)名(ming)錄(lu)列(lie)為(wei)極(ji)度(du)瀕(bin)危(wei)物(wu)種(zhong),也(ye)是(shi)我(wo)國(guo)國(guo)家(jia)一(yi)級(ji)重(zhong)點(dian)保(bao)護(hu)植(zhi)物(wu)。2008年,中國政府主導完成的第一個“珍稀瀕危植物回歸”項目,便是關於蘇鐵保護。

據了解,作為最原始的種子植物,蘇鐵被譽為“植物界的大熊貓”。然ran而er,蘇su鐵tie的de基ji因yin組zu較jiao大da,結jie構gou複fu雜za,為wei科ke學xue研yan究jiu工gong作zuo增zeng添tian不bu少shao難nan度du。現xian存cun最zui原yuan始shi種zhong子zi植zhi物wu中zhong,僅jin蘇su鐵tie分fen支zhi一yi直zhi缺que少shao完wan整zheng的de基ji因yin組zu圖tu譜pu。

2017年,深圳華大生命科學研究院(以下簡稱華大研究院)、深圳市仙湖植物園、中科院昆明植物所聯合發起蘇鐵基因組項目。華大研究院劉歡研究員介紹,該項目選取蘇鐵類最基部的類群、同時也是中國特有的古老殘遺種-攀枝花蘇鐵作為測序材料,吸引了植物學領域國際頂級專家加入,最終由國內外22個機構,60多名科學家共同參與完成,研究成果數據公開共享,全球科學家可免費下載使用。

研究團隊基於現存蘇鐵目339種(zhong)植(zhi)物(wu)的(de)轉(zhuan)錄(lu)組(zu)數(shu)據(ju),重(zhong)建(jian)了(le)蘇(su)鐵(tie)類(lei)自(zi)身(shen)的(de)係(xi)統(tong)發(fa)育(yu)關(guan)係(xi),確(que)定(ding)了(le)蘇(su)鐵(tie)演(yan)化(hua)的(de)完(wan)整(zheng)曆(li)史(shi)。分(fen)子(zi)鍾(zhong)分(fen)析(xi)表(biao)明(ming),現(xian)存(cun)蘇(su)鐵(tie)的(de)多(duo)樣(yang)化(hua)同(tong)步(bu)發(fa)生(sheng)於(yu)距(ju)今(jin)1100萬年至2000萬年之間,是中新世以來氣候劇烈變化的結果。

此(ci)外(wai),關(guan)於(yu)裸(luo)子(zi)植(zhi)物(wu)的(de)共(gong)同(tong)祖(zu)先(xian)是(shi)否(fou)經(jing)曆(li)了(le)全(quan)基(ji)因(yin)組(zu)加(jia)倍(bei)事(shi)件(jian)一(yi)直(zhi)存(cun)在(zai)爭(zheng)議(yi)。研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian),伴(ban)隨(sui)著(zhe)種(zhong)子(zi)植(zhi)物(wu)起(qi)源(yuan),許(xu)多(duo)關(guan)鍵(jian)創(chuang)新(xin)性(xing)狀(zhuang)如(ru)種(zhong)子(zi)發(fa)育(yu)、花粉、次生生長相關的基因家族均發生了創新或擴張。在種子植物的祖先節點共發現663個新獲得的基因家族和368個擴張的基因家族,推斷現存裸子植物的最近共同祖先可能經曆了一次古老的全基因組複製事件。

yanjiuhaifaxian,sutiezhongzideduxingsuixianzhilesutiedeshiyonggongneng,danqirengnengfahuichuzhongyaodeshehuixiaoyi。yanjiutuanduizaipanzhihuasutiejiyinzuzhongfaxianyizhongxibaodusudanbaijiyin(fitD),該基因起源於細菌,通過水平基因轉移的方式轉移到真菌和蘇鐵中。深圳仙湖植物園張壽洲教授介紹,“本次發現的毒性蛋白能夠殺死一些常見昆蟲,如棉鈴蟲、小xiao菜cai蛾e等deng,目mu前qian已yi通tong過guo基ji因yin重zhong組zu技ji術shu將jiang其qi成cheng功gong應ying用yong於yu棉mian花hua,事shi實shi證zheng明ming其qi殺sha蟲chong效xiao率lv比bi現xian有you抗kang蟲chong棉mian更geng高gao,可ke在zai棉mian花hua種zhong植zhi中zhong進jin行xing推tui廣guang。此ci外wai,該gai毒du性xing蛋dan白bai的de植zhi物wu性xing來lai源yuan,也ye使shi其qi對dui玉yu米mi等deng農nong作zuo物wu具ju有you更geng安an全quan、更高的保護性。”

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