《科学》：苔藓基因组有望揭开陆生植物进化之谜

一个国际科学家小组近日通过分析苔藓基因组发现，苔藓基因的丰富性超乎想象，并且具有许多独特的变异。根据苔藓在植物进化树上的独特位置，这一发现将有助于揭示植物从水生到陆生的过程。相关论文12月13日在线发表于《科学》（Science）杂志上。

图片说明：通过测序苔藓基因组，科学家有望弄清植物由水生到陆生的转变过程。
（图片来源：David Cove）

苔藓是一种古老的植物，它大约于4.5亿年前与开花植物的祖先进化分离开来。在进化道路上，它与其它种类的植物一样，都需要克服由水生到陆生所遭遇到的一系列挑战。很多其它种植物进化出了维管组织（vascular tissues），用来输送水分和种子以在干旱的环境中存活下来；但是苔藓并没有进化出维管组织及类似功能，它似乎采取了另外的策略。
 
在最新的研究中，美国华盛顿大学的发育生物学家Ralph Quatrano和研究小组，测序了被广泛研究的一种苔藓P. patens的基因组，并与水稻、开花植物拟南芥（Arabidopsis）及单细胞藻类的基因组进行了比较。结果发现这种苔藓的基因数达到35000个，其中20%为研究人员前所未见，而且很可能是P. patens独有的。
 
Quatrano认为这一结果非常令人吃惊。他表示，能帮助干枯苔藓回复生命的基因同样也存在于其它陆生植物中，这表明这种基因在更早的时间就已出现。另外，P. patens具有应对水压力的基因，表明它进化出了独立的处理水缺乏的方法。此外，P. patens还具有修复DNA的基因，以应付日照造成的损害。Quatrano说，看起来好像是P. patens的祖先在进化早期复制了整个基因组，这就解放了一些基因，使它们具有了新的功能。
 
美国科罗拉多大学进化生物学家William Friedman认为，苔藓基因组具有揭示植物由水生到陆生转变过程的潜力，这令人非常兴奋。不过，美国佛罗里达大学的进化生物学家Pamela Soltis却指出，研究人员并没有仔细分析进化树，而苔藓和水稻之间的进化差距就好比是鱼和人类之间的差距，这意味着要完全弄清植物由水生到陆生的过程，还需要做更多的测序。
 
（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1150646，Ralph S. Quatrano，Jeffrey L. Boore）

 
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