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Cell:从细菌中借来的基因让植物占领陆地

来源:本站原创 2019-11-16 10:37

2019年11月16日讯/生物谷BIOON/---陆地上生物的进化通常被描述为鱼长出原始的四肢,然后爬到海滩。然而,在一项新的研究中,来自中国深圳华大基因、中国农业科学院和德国杜伊斯堡埃森大学等研究机构的研究人员报道真正的陆地开拓者是细菌和真菌,其中的一些微生物给植物和一些藻类的祖先提供了帮助。这一发现为一项有争议的观点---细菌不仅可以在自身之间转移基因,而且还将基因转移到更复杂的物种---提供了支持。相关研究结果发表在2019年11月14日的Cell期刊上,论文标题为“Genomes of Subaerial Zygnematophyceae Provide Insights into Land Plant Evolution”。
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.10.019。

美国佛罗里达大学植物进化生物学家Pamela Soltis(未参与这项新的研究)表示:“这种基因水平转移可能有助于陆地定居,这非常令人兴奋。”

在这项新的研究中,深圳华大基因的Gane Ka-Shu Wong及其团队与杜伊斯堡埃森大学的Michael Melkonian及其团队对生活在陆地潮湿地区的两种属于双星藻纲(Zygnematophyceae)的藻类进行基因组测序,它们被认为是植物的近亲。这些研究人员随后将这两种藻类--- Spirogloea muscicola和Mesotaenium endlicherianum---的基因组与植物和其他藻类进行比较,鉴定出902个基因是这两种藻类与植物都共享的,但不与水生藻类共享。

在扩大搜索范围后,这些研究人员还发现了一些基因是这两种藻类与土壤细菌共享的,但不与其他生命形式共享。他们认为,这些基因从土壤细菌跳跃到植物和这两种藻类的共同祖先。这些基因参与的过程很可能帮助这个共同祖先---如今是现代植物和某些藻类---应对干旱和在陆地上遇到的其他状况。美国东卡罗莱纳大学植物生物学家Jinling Huang 表示,“我坚信这篇论文中描述的两个基因家族是从细菌中获得的。”

Melkonian表示,很明显,植物建立在其他生物的新特性基础之上,随后才能在陆地上定居。他说:“在第一批陆地植物出现之前的数亿年,地球的表面都是生机盎然的。”(生物谷 miaobaku.com)

参考资料:

1.Shifeng Cheng et al. . Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.10.019.

2.Genes from Bacteria Likely Aided Plants’ Move to Land
https://www.the-scientist.com/news-opinion/genes-from-bacteria-likely-aided-plants-move-to-land-66735

3.Genes borrowed from bacteria allowed plants to move to land
https://phys.org/news/2019-11-genes-bacteria.html

4.Alien genes from bacteria helped plants conquer the land
https://www.sciencemag.org/news/2019/11/alien-genes-bacteria-helped-plants-conquer-land
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