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“活化石”植物蘇鐵基因組圖譜發布

發布時間:2022-04-20 11:09:00來源: 中國新聞網

  中新網深圳4月19日電 (鄭小紅 董宇桐)深圳華大生命科學研究院(簡稱:華大)19日稱,華大聯合多家科研單位完成蘇鐵基因組解析工作,並發布蘇鐵完整基因組圖譜。《自然—植物》(Nature Plants)18日以封麵文章發表該研究成果,這代表種子植物基因組演化研究中的最後一塊拚圖已順利完成。

  蘇鐵作為(wei) 一種“活化石”植物,是地球上現存最古老的種子植物,大約起源於(yu) 3億(yi) 年前,在侏羅紀時代達到最盛期,曾與(yu) 恐龍一起稱霸整個(ge) 地球。目前,蘇鐵被世界自然保護聯盟紅色名錄列為(wei) 極度瀕危物種,是中國國家一級重點保護植物。

  作為(wei) 最原始的種子植物,蘇鐵具有重要的科學價(jia) 值、生態價(jia) 值和經濟價(jia) 值。然而,蘇鐵分支一直缺少完整的基因組圖譜。

  2017年,華大啟動萬(wan) 種植物基因組計劃,同年,華大、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。

  該研究團隊基於(yu) 現存蘇鐵目339種植物的轉錄組數據,重建了蘇鐵類自身的係統發育關(guan) 係,確定了蘇鐵演化的完整曆史。分子鍾分析表明,現存蘇鐵的多樣化同步發生於(yu) 距今1100至2000萬(wan) 年之間,是中新世以來氣候劇烈變化的結果。

  研究發現,伴隨著種子植物起源,許多關(guan) 鍵創新性狀如種子發育、花粉、次生生長相關(guan) 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(ge) 新獲得的基因家族和368個(ge) 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。

  同時,研究團隊在攀枝花蘇鐵基因組中發現一種細胞毒素蛋白基因(fitD),該基因起源於(yu) 細菌,通過水平基因轉移的方式轉移到真菌和蘇鐵中。基於(yu) 蘇鐵類339個(ge) 物種轉錄組數據,研究發現該毒素蛋白隻在蘇鐵中存在,且在蘇鐵種子和根部高表達,目前尚未在其它植物中發現。

  據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、小菜蛾等,目前已通過基因重組技術將其成功應用於(yu) 棉花,事實證明其殺蟲效率比現有抗蟲棉更高,可在棉花種植中進行推廣。(完)

(責編: 陳濛濛)

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