科學(xué)家發(fā)現(xiàn)陸地植物共同祖先：“未上岸先適應(yīng)”單細(xì)胞

國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》在線發(fā)表中國農(nóng)科院深圳基因組所程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)有關(guān)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(gè)“未上岸先適應(yīng)”的單細(xì)胞。

該團(tuán)隊(duì)與來自德國、加拿大、俄羅斯和深圳華大基因的科學(xué)家聯(lián)合，首次報(bào)道了陸地植物祖先在5億年前突破干旱適應(yīng)成功登陸的分子機(jī)制，揭示了它“借用”土壤細(xì)菌基因的遺傳物質(zhì)創(chuàng)新以驅(qū)動(dòng)漫長的陸地化進(jìn)程。這就解開了科學(xué)界爭議已久的陸地植物共同祖先起源之謎。

“植物陸地化事件是地球表面變綠和多樣性爆發(fā)的起點(diǎn)。”論文第一作者程時(shí)鋒表示，“弄清楚發(fā)生在6億到5億年前的植物祖先陸地化的分子機(jī)制，是一件很難卻很有趣的事情。”

該研究證明了雙星藻綱早期分化出來的一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的基部陸生生活單細(xì)胞綠藻，是所有陸地植物最近緣的共同祖先;同時(shí)測序和分析了另外一個(gè)淡水生活的雙星藻綱基因。通過比較進(jìn)化基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，之前被認(rèn)為是陸地植物才有的很多轉(zhuǎn)錄因子，或與植物激素、抗旱抗逆等相關(guān)的基因家族，在該綠藻基因組上都能找到其祖先起源的“根”。

該研究發(fā)現(xiàn)綠色植物共同祖先基因組從土壤細(xì)菌中“借”來了兩個(gè)關(guān)鍵基因：GRAS和PYL，這是大自然自發(fā)的“遺傳工程事件”，也是陸地植物祖先適應(yīng)陸地環(huán)境的關(guān)鍵分子驅(qū)動(dòng)力。此前這兩個(gè)關(guān)鍵基因一直被認(rèn)為是陸地植物所特有的。研究團(tuán)隊(duì)第一次將其“祖先的根”追溯到了雙星藻綱的兩個(gè)基因組上，并證明其起源于約6億年前的一次從土壤細(xì)菌中來的水平基因轉(zhuǎn)移事件，與植物陸地化上岸前的化石時(shí)間相吻合。（科技日?qǐng)?bào)記者瞿劍）

關(guān)鍵詞： 單細(xì)胞