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2019-11-05 10:10 |
我國(guó)科學(xué)家破解陸生植物起源密碼
據(jù)中國(guó)農(nóng)科院最新消息，該院生物技術(shù)研究所谷曉峰課題組、張芃芃課題組與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，獲得了綠色植物界最古老單細(xì)胞輪藻（Mesostigma viride）的首個(gè)基因組，在表觀組和轉(zhuǎn)錄組研究中取得重大突破。研究揭示了植物單細(xì)胞到多細(xì)胞進(jìn)化和陸生植物起源的機(jī)制，補(bǔ)上了生命進(jìn)化過(guò)程研究中一直缺失的重要節(jié)點(diǎn)，對(duì)認(rèn)識(shí)整個(gè)生命系統(tǒng)起源具有重要的理論和實(shí)踐意義。該研究成果在線發(fā)表于《尖端科學(xué)（Advanced Science）》。 /@%
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谷曉峰研究員介紹，單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物的演化是生命進(jìn)化史上的重要里程碑。目前學(xué)術(shù)界一般認(rèn)為多細(xì)胞輪藻具備根莖葉的分化，是陸生植物的祖先。迄今為止已報(bào)道基因組的陸生植物及輪藻都屬于多細(xì)胞植物，而由于單細(xì)胞輪藻基因組、表觀組等信息的缺失，科學(xué)家一直無(wú)法了解從單細(xì)胞到多細(xì)胞的進(jìn)化及陸生植物的終極起源機(jī)制，極大限制了對(duì)陸生植物進(jìn)化的研究，以及通過(guò)比較物種進(jìn)化對(duì)核心基因和表觀調(diào)控因子的鑒定。 VxsW3*`
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M．viride是目前已知的最古老單細(xì)胞輪藻，獲得其基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀組信息，是揭示整個(gè)植物起源和進(jìn)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)解釋地球生命進(jìn)化史以及植物約10億年前的早期分化具有重要意義。研究人員組裝獲得了高質(zhì)量的M. viride 基因組，該基因組大小為442 Mb，富含重復(fù)序列，并發(fā)現(xiàn)可能的基因組復(fù)制事件。通過(guò)比較基因組分析，進(jìn)一步揭示了單細(xì)胞輪藻已經(jīng)擁有的大量和陸生植物性狀相關(guān)的遺傳信息，闡述了光合途徑進(jìn)化、逆境響應(yīng)等多種機(jī)制。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)DNA胞嘧啶甲基化和小RNA等表觀遺傳修飾是低等到高等陸生植物進(jìn)化過(guò)程中保守的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式，這對(duì)揭示植物生長(zhǎng)發(fā)育、尤其是響應(yīng)外界各種脅迫的應(yīng)答機(jī)制意義重大。 p-
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