水平基因转移的重大事件推动了陆地植物的进化

水平转移的重大事件推动了陆地的

水平基因转移的重大事件推动了陆地植物进化

国际在线:数亿年前从微生物转移到绿藻的基因可能推动了陆地植物的进化。一项分析表明,来自细菌、真菌和病毒的数百种基因已被整合到植物中,使后者具有适于陆地生活的特性。3月2日,相关论文发表于《分子植物》。

“我们的研究改变了陆地植物进化的传统观点。”论文通讯作者、美国东卡罗来纳大学生物学专家黄金玲(音译)说,“我猜测水平基因转移(HGT)有助于植物从水中来到陆地上,但直到现在我们才知道它发挥了多大的作用。”

HGT描述了遗传物质在不同物种之间的移动。基因组交换事件在细菌中很常见,从而导致这些原核生物抗生素的耐药性快速传播。但是HGT在复杂的多细胞真核生物如植物和动物中的作用仍然存在争议。

传统上,科学家认为真核生物的基因只能进行垂直基因转移,在这个过程中,基因从父母传给后代,突变会产生新的基因和特征。但黄金玲和论文共同通讯作者、河南大学生命科学学院教授宋纯鹏等之前已经发现植物中HGT的常见证据。

为了研究HGT在植物进化中的作用,他们分析了31种植物的基因组。这些植物来自4个植物群,包括苔藓、蕨类树木和轮藻(属于与现代陆地植物相关的绿藻)。他们发现,现代植物中有近600个基因家族是从其他生物体,特别是细菌和真菌等微生物中转移过来的。这个数字远远超过之前认为的规模。

此外,研究小组还发现,轮藻早期进化和陆生植物起源中有两个主要的HGT阶段,有超过100个基因家族从微生物“跳”到植物。

“我们的发现表明HGT在陆地植物进化中起着重要作用。与垂直基因转移的突变相比,HGT能使植物迅速获得新性状,其中一些新性状可以帮助植物适应截然不同的环境,比如从水中转移到陆地上。”黄金玲说。

许多新获得的基因在植物中具有重要的生物功能。例如,胚胎发生晚期丰富的基因也来自细菌,从而帮助植物适应干燥的环境;从真菌中获得的铵转运基因,帮助植物从土壤中吸收氮。

几乎每个人在切洋葱的时候都有过流泪的经历。我们发现洋葱中产生催泪剂的基因实际上来自细菌,并且直到现在才意识到这是HGT的结果。像这样的例子还有很多。”黄金玲说。

接下来,该团队计划进一步探索苔藓植物中基因的转移。这些植物中的许多外来基因都有未知功能,进一步研究将有助于确定更多相关基因。有朝一日,这些基因可以被转移到作物上,以增强它们的适应性。

相关论文信息:

相关报道:植物从水中“走”向陆地,水平基因转移或起到重要作用

据CellPress细胞科学:研究人员报告说,数亿年前从微生物转移到绿藻的基因可能推动了陆地植物的进化。分析表明,来自细菌、真菌和病毒的数百种基因已被整合到植物中,使后者具有适于陆地生活的特性。3月2日,相关论文刊登于细胞出版社(Cell Press)旗下期刊 Molecular Plant上。

“我们的研究改变了陆地植物进化的传统观点。”论文通讯作者、美国东卡罗莱纳大学生物学家 Jinling Huang说,“我猜测水平基因转移(HGT)有助于植物从水中来到陆地上,但直到现在我们才知道它发挥了多大的作用。”

HGT描述了遗传物质在不同物种之间的移动。基因组交换事件在细菌中很常见,导致了这些原核生物抗生素耐药性的快速传播。但是HGT在复杂的多细胞真核生物如植物和动物中的作用仍然存在争议。

传统上,科学家们认为真核生物的基因只能通过垂直基因转移来移动,在这个过程中,基因从父母传给后代,突变会产生新的基因和特征。但是Huang和同事,包括河南大学植物生物学家宋纯鹏,之前已经发现植物中的HGT可能很常见的证据。

为了研究HGT在植物进化中的作用,研究人员分析了31种植物的基因组。这些植物来自4个植物群,包括苔藓、蕨类、树木和轮藻(属于与现代陆地植物相关的绿藻)。他们发现,现代植物中有近600个基因家族是从其他生物体,特别是细菌和真菌等微生物中转移过来的。这个数字远远超过之前认为的规模。

此外,研究小组还发现,在轮藻早期进化和陆生植物起源中,有两个主要的HGT阶段,有超过100个基因家族从微生物“跳”到植物。

“我们的发现表明HGT在陆地植物进化中起着重要作用。与垂直基因转移的突变相比,HGT能使植物迅速获得新性状,其中一些新性状可以帮助植物适应截然不同的环境,比如从水中转移到陆地上。”Huang说。

许多新获得的基因在植物中具有重要的生物功能。例如,胚胎发生晚期丰富的基因也来自细菌,帮助植物适应干燥的环境。从真菌中获得的铵转运基因,帮助植物从土壤中吸收氮来生长。

“几乎每个人在切洋葱的时候都有过流泪的经历。我们发现洋葱中负责产生催泪剂的基因实际上来自细菌。我们直到现在才意识到这是HGT的结果。像这样的例子还有很多。”Huang说。

接下来,该团队计划进一步探索苔藓植物中基因的转移。这些植物中的许多外来基因都有未知功能,进一步研究将有助于确定合适的基因,有朝一日这些基因可以被转移到作物上,以增强它们的适应性。


本文地址: https://www.5d66.com/article/8e275868a793a99cc4b4.html
小九楼

小九楼论坛拥有种类繁多的手机游戏服务端,网络游戏单机版,网页游戏一键端,游戏与网站源码等资源,并提供游戏架设安装及相关教程,是GM游戏爱好者们首选的游戏资源分享社区!

百家号

百家号,是百度为创作者打造的集创作、发布、变现于一体的内容创作平台,也是众多企业号实现营销转化的运营新阵地。

讯飞绘文

讯飞绘文,集AI写作,选题,配图,排版,润色,发布等功能为一体的智能创作平台。通用稿件30分钟生成,深度稿件效率翻番。应用于企业公众号,头条,新闻、等场景。释放创意,让内容创作更轻松!

66论文

66论文网是高质量智能AI论文写作助手,支持AI论文生成,免费生成论文大纲生成,AI论文自动生成器,支持AI毕业论文生成、课程论文生成、期刊论文生成、实习报告生成等,专注于高质量Ai论文的写作助手

AI
AI

该站点未添加描述description...

Colossyan

ColossyanCreatormakesvideocreationsimpleandstress-free.DiscoverourAIvideogeneratorwithrealactors.CreateAIvideosinlessthan5minutes.

花瓣网

花瓣网,设计师寻找灵感的天堂!图片素材领导者,帮你采集、发现网络上你喜欢的事物。你可以用它收集灵感,保存有用的素材,计划旅行,晒晒自己想要的东西

昵图网

昵图网_原创素材共享平台.图片素材图库提供海量原创素材,图片下载,摄影作品,设计素材,视频素材,ppt模板,PSD源文件,矢量图,AI,CDR,EPS等高清图片下载.

90设计网,电商设计模板

90设计是专注电商设计的淘宝素材库,设计交流、学习与分享一体的平台,让电商设计(淘宝美工)找灵感和素材更效率。

PNGpix.com

FreePNGimageswithjustafewclicks!✓DailyUpdates✓100%Free✓TransparentImages

大作网

大作设计网(www.bigbigwork.com)是专为设计师度身定制的设计灵感图片搜索,聚合全球知名设计网站。目前在库21.2亿高清图片、摄影照片。每日更新量在25万张以上免费版权图片,CC0图片素材。提供压缩图、AI扩大图、智能插件高效设计工具。整理建筑设计图、广告设计图、家居设计图、室内设计案例、景观设计图、动漫插画素材,提供各行业高清大图免费下载!更多高清设计图片创意灵感尽在大作图片搜索。找灵感,上大作!

食材・料理や野菜・果物のフリー写真素材

食材・料理のフリー写真素材無料画像のフード・フォトプロカメラマンが撮り下ろした果物・野菜などの食材や料理・食器、ドリンク・飲料などを無料でフリー画像素材として公開。高解像度・高画質のフードイメージ写真素材が全て無料!

淘菜谱

淘菜谱专注于为美食爱好者提供优质的餐厅大全

竹笛社区

竹笛社区是一个为竹笛爱好者提供笛子交流,竹笛教学和分享的平台。加入我们,与其他竹笛爱好者一起互相学习、分享竹笛演奏经验和乐曲。

福昕软件

福昕软件为全球7.5亿用户提供高效专业安全的福昕PDF编辑器下载、福昕PDF阅读器下载、PDF转换器下载以及全面的PDF文档产品技术与解决方案,是具有完全自主知识产权的全球领先的PDF文档核心技术与应用服务的国产厂商,为PDF文档的安全保驾护航。