科学家对稀有寄生开花植物的序列基因组

2021年1月25日,作者: 新闻人员/来源

一个国际研究人员小组已测序并分析了 喜马拉雅山茱ap是家庭中一种罕见的全寄生开花植物 紫草科。其 发现,发表在杂志上 当前生物学,为如何改变开花植物基因组以适应极端形式的植物寄生性提供了独特的见解。

喜马拉雅山茱ap可以在东南亚找到。图片提供:Charles Davis /哈佛大学戴维斯实验室。

喜马拉雅山茱ap 可以在东南亚找到。图片提供:Charles Davis /哈佛大学戴维斯实验室。

喜马拉雅山茱ap 代表 寄生生活方式的极端体现 完全依赖 在其宿主上吸收水分和光合作用。

它的花宽约20厘米(8英寸),鲜红色,上面覆盖着硫黄斑点。它们出现在地上并有腐臭味。

喜马拉雅山茱ap是比较有名的堂兄 紫草,产生的花朵直径最大为1 m(3.3英尺), 世界上最大的.

哈佛大学有机与进化生物学系研究员,策展人查尔斯·戴维斯教授说:“从很多方面来说,这些植物今天存在是一个奇迹,更不用说它们似乎已经存在了几千万年了。”哈佛大学Herbaria的维管植物的分布。

“他们确实抛弃了许多我们认为是典型植物的东西,但它们已经深深植根于植物的生命之树中。”

来自美国,中国,马来西亚和泰国的戴维斯教授及其同事对经过高度修饰的玉米基因组进行了测序和分析。 喜马拉雅山茱ap.

他们的分析揭示了令人惊讶的基因丢失程度,以及其古代和现代宿主中惊人的基因盗窃数量。

这些发现为成为内寄生虫的基因的数量和种类带来了独特的见解,并为开花植物的基因组可以改变到多远并且仍然保持功能提供了新的见解。

研究人员立即感到震惊的是基因丧失的程度 喜马拉雅山茱ap 经验丰富,因为他们抛弃了自己的身体并适应了体内寄生虫。

在大多数开花植物中发现的所有基因中,约有44%不存在于 喜马拉雅山茱ap。基因损失的程度是其他植物寄生虫损失程度的四倍以上。

许多丢失的基因包括负责光合作用的关键基因,光合作用将光转化为能量。

同时,数据证明了成为寄生虫的潜在进化趋同,因为 喜马拉雅山茱ap 科学家将它们与寄生植物进行了比较,尽管它们分别进化,但失去了许多相同类型的基因。

他们还确定了数十种基因 喜马拉雅山茱ap 基因组通过称为水平(或横向)基因转移的过程代替了传统的父母对子孙后代的传播。

基本上,这意味着 喜马拉雅山茱ap 窃取了宿主的DNA,而不是将其传递给他们。

然后,作者重建了他们检测到的侧向基因转移,将过去几百万年前的寄主隐藏在一起。

加州大学河滨分校的研究员蔡立明博士说:“我们得出结论,关于植物寄生虫如何进化存在共同的基因组或遗传路线图。”

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蔡黎明 。内寄生性开花植物中基因组结构的深刻改变 喜马拉雅山茱ap 格里夫(紫草科)。 当前生物学,于2021年1月23日在线发布; doi:10.1016 / j.cub.2020.12.045

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