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植物逆境团队在苔类植物的叶绿体基因组多样性研究中取得进展

来源 : 杭州师范大学生命与环境科学学院     作者 : 生科院     时间 : 2020-02-22     点击 : 142

20196月,杭州师范大学植物逆境团队和中国科学院西双版纳热带植物园宏观进化研究团队合作在国际植物系统发育学著名期刊Journal Systematic and EvolutionIF=4.0)在线发表题为”Exploring the plastid genome disparity of liverworts”的成果,揭示了苔类植物叶绿体基因组结构的稳定性,及其基因组大小和GC含量的丰富性。该研究为进一步研究早期陆生植物在独立适应陆生环境中基因组的适应性进化积累了重要的基础数据。

 

 

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苔类植物,全球分布约7,000种,与藓类植物和角苔类植物共同组成了一类重要的陆生植物支系—苔藓植物。作为最早分化的陆生植物,苔藓植物的生物多样性及其基因组演化一直都是研究陆生植物早期起源及其适应性进化的重要内容之一。而基于质粒基因组数据来重建该类群的系统发育关系及探究其生态适应性研究则是近年来的一个研究热点。尽管如此,关于苔藓植物的基因组数据仍然只局限在个别类群中,因此我们对其动态演化式样及可能的影响机制仍缺乏足够的了解。

本项研究得利于不断发展和成熟的高通量测序技术,新增加苔类植物3个目,12个科13个属的叶绿体基因组数据。同时,将当前已有的苔类植物叶绿体基因组数据与其它陆生植物的2386个叶绿体基因组数据进行分析比较,从而揭示出(1)苔类植物叶绿体基因组结构的稳定性,(2)苔类和藓类植物的衍生类群在基因组大小和GC含量上逐渐减小,主要源于基因内含子片段的部分缺失;(3)基因组蛋白编码片段的缺失和重组出现了各个植物类群中,也包括苔类植物。

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Figure 1. Synteny of plastid chromosomes of 18 liverworts organized according to their phylogenetic relationships. The plastid genomes are shown in linearized form illustrating the relative gene synteny. Solid line connects the end of the long single copy, whereas the colored bars represent proteins, rRNA, and tRNA regions. Names of the regions are displayed above and below the graphics. The sequence of the regions is highly conserved across the phylogeny of liverworts. The depicted phylogeny was obtained by pruning a liverwort phylogeny obtained using complete chloroplast genome sequences.

杭师大植物逆境团队的俞英博士和中科院西双版纳热带植物园的刘红梅博士为论文的共同第一作者,版纳园的Harald Schneider研究员为本文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(3150018141571049), 中国科学院大型科学设备项目(2017-LSF-GBOWS-02)及英国自然环境研究会基金项目NE/N002067/1)的支持。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jse.12515

 

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