被子植物|“起底”被子植物候选“课代表”( 二 )
在对被子植物主要类群的代表物种进行基因组结构比较后,研究人员发现,木兰类植物和单子叶植物共享了一次染色体的相互易位事件,而真双子叶植物则缺失这一演化的特征 。
“植物基因组在进化过程中通常会发生染色体的断裂、融合、交叉互换等多种结构变异 。染色体相互易位也是其中的一种变异类型,是指两条染色体分别发生一次断裂,相互交换片段后又发生重组 。”焦远年解释道 。
研究人员认为,这一结果支持了木兰类植物和单子叶植物可能互为姐妹群,而真双子叶植物在二者分化之前就已经形成 。
此外,利用这一高质量参考基因组,研究人员进一步挖掘了马兜铃花发育和次生代谢产物合成相关的遗传基础,发现花发育相关的同源基因冗余度极低,鉴定的所有花发育相关的基因均只有一个拷贝,不存在重复基因 。
不仅如此,流苏马兜铃花发育相关基因的序列、结构和表达模式均较为保守,与无油樟、拟南芥等物种较为一致 。研究人员认为,流苏马兜铃花特化的形成可能与相关基因特定的表达模式及其下游调控网络的变化有关 。
“课代表”候选者
模式植物对于开展遗传分析等研究至关重要,一般要求具有生命周期短、易繁殖、适宜实验室培养等特征 。找到并研究植物中的这些“课代表”,对于摸清“全班同学”的状况具有重要意义 。
然而,目前植物学研究中的模式植物主要在单子叶植物(水稻、玉米等)和真双子叶植物(拟南芥、西红柿、烟草等)中,在木兰类植物和ANA被子植物基部类群中,仍然没有模式植物可用于基因功能研究 。
研究人员认为,流苏马兜铃具有生长周期短、易于大规模种植和基因组小等特征,有被发展为木兰类模式植物的潜力,以用于花发育、发育遗传学及次生代谢产物合成等方面的研究 。
“如果将流苏马兜铃发展为木兰类模式植物,就可以通过流苏马兜铃对马兜铃科植物及其他木兰类植物开展基因功能研究,更深入地比较分析整个被子植物各个大类群中的基因功能和分子机制 。”焦远年说 。田瑞颖
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