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[工人日報]科學家發現植物祖先陸地化“轉基因”過程

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  近日,國際期刊《細胞》在線發表了中國農科院農業基因組研究所程時鋒團隊的重要成果——程時鋒團隊與來自德國、加拿大、俄羅斯和深圳華大基因等國家、機構的科學家聯合發布兩個單細胞綠藻的基因組,揭示了陸地植物共同的祖先在5億年前,突破干旱適應成功登陸上岸的分子機制,同時也發現了陸地植物祖先“借用”土壤細菌基因進行陸地化的“轉基因”進程。

  此前科學家們已明確陸地植物的祖先來自江河湖海,從水生到陸生,從簡單到復雜的演化過程中,經歷過很多重要的進化創新。程時峰團隊通過系統研究,證明了一種水生的單細胞綠藻Spirogloea muscicola是所有陸地植物最近緣的共同祖先。他們發現,許多之前被認為是陸地植物才有的基因,在該綠藻基因組上都能找到起源的“根”。

  該研究同時發現,在進化過程中,為了適應陸地環境,陸地植物的共同祖先從土壤細菌中“借”來了兩個關鍵基因:GRAS和PYL,這是大自然自發的“遺傳工程事件”,也是陸地植物祖先適應陸地生境的關鍵分子驅動力。之前,這兩個關鍵基因一直被認為是陸地植物所特有的。科研人員發現這次水平基因轉移事件發生的時間約為6億年前,與植物陸地化上岸前的化石時間相吻合。

  基因組所程時鋒研究員為該文第一作者,德國科隆大學Michael Melkonian教授以及加拿大阿爾伯塔大學Gane Ka-Shu Wong教授為該文共同通訊作者,基因組所程時鋒團隊冼文飛實習研究員為共同第一作者。

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