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23-01-18 14:43

我们phylobeers科研小团体首次合作的成果,三白草(Saururus chinensis)的研究工作,前不久上线了。文章主要基于全基因组测序,研究了三白草传粉策略的演化,这里给薛老推一推要点:

1、被子植物中,花被片有着吸引传粉昆虫的重要使命。三白草缺少了花被片,看起来也就缺乏了吸引传粉者的能力。
2、有趣的是,在花期的时候,三白草(S. chinensis)的花序下会生出两到三片白色的叶片,在花期结束之后,又会转变为绿色,这个特性是其他三白草科(Saururaceae)植物所不具有的(图1)。
3、通过研究,我们识别到了一个基因,PLE,与三白草白色的叶片有关。将基因转到拟南芥上,会抑制拟南芥叶片中的叶绿素合成,因此,我们认为这个基因是使得三白草叶片从绿色变为白色的关键(图2)。
4、整个三白草科均没有花被片,但唯独三白草具有白色叶片的特性。例如三白草的近缘种,产于美洲的Saururus cernuus缺少了白色叶片的特性,因此其传粉就只能被动依赖于传粉者。因此,这是三白草一次成功的适应性进化,帮助他提升了吸引传粉昆虫的能力(图3)。
5、三白草虽然是草本,但却像木本植物一样,具有维管形成层以及次生生长的潜力。其木质素合成通路相关的基因也都很好的留存了下来。对于正常的木本植物而言,木质素合成通路上的两个基因,CCR和CAD,在茎上会有显著的高表达量;而在三百草中,其表达量在各组织上几乎是匀质的。这可能是使得部分木兰类植物转换为草本特性的原因(图4)。
6、单子叶植物中的草本个体主要是由于相关基因的丢失。而本次研究发现了新的模式:木兰类草本的形成并非因为基因的丢失,而是基于不同的基因调控网络所引起的。
7、基于三白草基因组,我们重新分析了胡椒目(Piperales)的WGD(全基因组复制)事件,意外在胡椒属(Piper)上识别到多次WGD。一次是在胡椒目之内,由三白草属与胡椒属共享,另外两次则是胡椒属自己特有的(图5)。

文章题目为:The Saururus chinensis genome provides insights into the evolution of pollination strategies and herbaceousness in magnoliids,本月5号发表于the plant journal杂志
#演化生物学#

发布于 广东