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細(xì)菌基因或推動陸地植物進(jìn)化
2022年03月07日 16:58:50
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：5193
一項分析表明，來自細(xì)菌、真菌和病毒的數(shù)百種基因已被整合到植物中，使后者具有適于陸地生活的特性。相關(guān)論文于3月2日發(fā)表在《Molecular Plant(分子植物)》。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】生物圈(biosphere)，是指地球上凡是出現(xiàn)并感受到生命活動影響的地區(qū)，是地表有機(jī)體包括微生物及其自下而上環(huán)境的總稱，是行星地球特有的圈層。生物圈代表了一個編織的、受調(diào)控的活生物體網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)中，個體在動態(tài)環(huán)境中相互作用，共同進(jìn)化。
生物體的相互作用有時會導(dǎo)致遺傳整合，常見的是通過獲得單個基因水平基因轉(zhuǎn)移(HGT)，即跨越物種邊界交換遺傳物質(zhì)。通過跨譜系傳播進(jìn)化成功，HGT可能為受體生物提供新的功能或表型，以更好地適應(yīng)它們的環(huán)境。一項分析表明，來自細(xì)菌、真菌和病毒的數(shù)百種基因已被整合到植物中，使后者具有適于陸地生活的特性。相關(guān)論文于3月2日發(fā)表在《Molecular Plant(分子植物)》。
為了鑒定陸生植物進(jìn)化過程中獲得的基因，研究團(tuán)隊分析了來自包括苔蘚、蕨類、樹木和輪藻(屬于與現(xiàn)代陸地植物相關(guān)的綠藻)4個植物群共31種植物的基因組。這些分析確定了總共593個基因家族是從其他生物體，特別是細(xì)菌和真菌等微生物中轉(zhuǎn)移過來的。這個數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過之前認(rèn)為的規(guī)模。
此外，研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，在輪藻早期進(jìn)化和陸生植物起源中，有兩個主要的HGT階段，有超過100個基因家族從微生物“跳”到植物。
“我們的發(fā)現(xiàn)表明HGT在陸地植物進(jìn)化中起著重要作用。與垂直基因轉(zhuǎn)移的突變相比，HGT能使植物迅速獲得新性狀，其中一些新性狀可以幫助植物適應(yīng)截然不同的環(huán)境，比如從水中轉(zhuǎn)移到陸地上。”論文通訊作者、美國東卡羅萊納大學(xué)生物學(xué)專家黃金玲(音譯)。
接下來，該團(tuán)隊計劃進(jìn)一步探索苔蘚植物中基因的轉(zhuǎn)移。這些植物中的許多外來基因都有未知功能，進(jìn)一步研究將有助于確定合適的基因，有朝一日這些基因可以被轉(zhuǎn)移到作物上，以增強(qiáng)它們的適應(yīng)性。
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