植物“伏地魔”与细胞器演化的奥秘
植物“伏地魔”与细胞器演化的奥秘
克日，中国科学院植物所研究所研究员张宪春研究团队以伏地卷柏为例，发明白植物细胞器基因组新的演化模式。这项研究展现了早期陆地植物卷柏中奇特的细胞器基因组演化模式及机制，拓展了人们对植物界细胞器基因组演化的认识。相关研究成就宣布在《植物学杂志》上。
张宪春研究组恒久从事石松类和蕨类植物的分类和进化研究，近期，该团队团结二代与三代DNA测序技能展现出卷柏科植物存在布局变异巨大的质体与线粒体基因组。
研究人员通过生物信息学阐明发明，在伏地卷柏中188-kb的质体基因组的主构象中存在三个核糖体哄骗子拷贝，可转换成包括两个近乎等比例存在的110-kb和78-kb的亚基因组构象；伏地卷柏的线粒体基因组包罗总长为110-kb的27条重叠群，且两头均含有同向反复序列，可介导多种构象的彼此转换。两种细胞器基因组共享有大量的tRNA缺失、较高的鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比率和高碱基替换速率以及巨大的布局变异等特征。
张宪春先容：“我们对苔藓、石松、蕨类和种子植物中节制细胞器DNA复制、重组和修复系统的核基因举办了较量阐明，发明质体靶向的基因有差异水平的淘汰甚至丢失；而浸染于质体和线粒体的双靶向基因数目与序列均守旧并正常转录。”
基于上述功效，研究人员提出如下假说，由于质体靶向修复系统的弱化和缺失，双靶向的核基因在卷柏质体基因组中复制、重组和修复中发挥了重要浸染，是质体与线粒体基因组趋同演化的要害因素。
据相识，质体和线粒体均是内共生发源的细胞器，在高档植物中具有差异的遗传特征，相较于动态巨大的线粒体基因组，质体基因组的布局和序列更守旧。在基部维管植物石松类卷柏科植物中，这两种细胞器基因组表示出相似的特征，可是造成二者趋同演化的机制并不清楚。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.15028
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