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    我国学者在早期陆生植物适应性进化研究中取得重要进展

    日期 2018-07-27   来源:生命科学部   作者:薛岚  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(项目编号:31500224、31590823)等资助下,中国科学院昆明植物研究所青藏高原-喜马拉雅植物多样性形成与演变团队黄锦岭研究组与孙航研究员等、功能基因组学与利用团队刘莉研究员、植物多样性演化和生态适应团队胡金勇研究员,扬州大学杨泽峰教授及美国路易斯维尔大学 Mark P. Running教授合作完成的一项研究发现,小立碗藓Hemerythrin基因起源于真菌向早期陆生植物的水平基因转移事件。该研究结果以“Gene Refashioning Through Innovative Shifting of Reading Frames in Mosses”(苔藓通过改变基因编码方式演化新基因)为题,于2018年4月19日在Nature Communications(《自然•通讯》)杂志在线发表。论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-018-04025-x。

      早期陆生植物形态结构相对简单,却具有极强的环境适应能力。先前研究表明,特有基因往往对于物种适应特殊环境具有重要作用。然而对于这些基因起源及其功能机制等方面研究相对欠缺。研究发现,小立碗藓Hemerythrin基因起源于真菌向早期陆生植物的水平基因转移事件。Hemerythrin基因在小立碗藓中通过改变蛋白编码顺序(Shifting of Reading Frames)演化出一个新双编码基因(Dual-coding Gene)YAN/AltYAN。分子遗传学及生理生化证据表明,YAN/AltYAN通过参与小立碗藓脂肪酸、油体、蜡质结晶等脂类代谢过程,介导了小立碗藓脱水耐受生物学过程。令人惊奇的是,现有证据显示Hemerythrin极可能同样参与到植物油体形成与抗干旱过程。

      该研究对于认识物种特有基因演化方式以及揭示陆生植物如何适应特殊环境提供了新的理论观点及实验证据。

    图. YAN/AltYAN蛋白亚细胞定位及干旱恢复表型




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