植物進化之窗：石松植物不尋常的遺傳之旅 _植物

德國Schw bisch-frnkische Waldberge 。鳴謝:維基共享，CC BY-SA 3.0
據博伊斯·湯普森研究所：一個國際研究小組在石松植物中發現了一個顯著的遺傳現象，這種植物類似于蕨類植物，是最古老的陸地植物之一。他們的研究最近發表在《PNAS》雜志上，揭示了這些植物在超過3.5億年的時間里一直保持著一致的遺傳結構，這與植物遺傳學的標準有很大的差異。
“基因組進化的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、該研究的資深作者費伊·李瑋博士說。“了解這些植物變化如此之小的原因可能會揭示植物進化和遺傳學的重要方面。”
同型孢子石松植物是一組無核維管植物，表現出非凡的基因組穩定性。該團隊對兩個物種亞洲石杉和扁平石杉的基因組進行了測序，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，人們發現自從它們發生分歧以來，約有30%的基因保持相同的排列，表現出一種被稱為共線性的不尋常的進化模式。
“這項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成有多么穩定，”該研究的合著者王理博士說。“這就像在基因層面找到了活化石。”
科學家們還觀察到，在全基因組復制事件后，復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·維克爾博士解釋說:“雖然少數重復基因可能會進化出新的角色，但絕大多數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，研究人員發現，即使經過數億年的進化，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基因和如此多的共線性令人著迷，有點令人驚訝，這不一定符合我們關于基因組在大規模復制后如何重組的傳統想法，”Wickell指出。
“雖然目前還不清楚到底是什么導致了這種差異，但我們相信，對同孢子植物的進一步研究有可能為所有陸地植物的植物遺傳和進化提供新的見解。這也強調了保護生物多樣性的重要性，因為這些神奇的植物掌握著地球生命歷史的重要線索。”