科技日报记者刘传书
12月16日，Nature Plants杂志在线颁发了深圳华年夜生命科学研究院结合德国团队合作的研究论文，该研究报导了两个链形植物门最早分化出的轮藻基因组，揭露了绿色植物发源和演变的关头节点，并诠释了10亿年前，初期陆地植物在登岸进程中，若何慢慢顺应陆地情况的份子机制。
据先容，年夜约15亿年前的海洋，一些真核生物吞噬光合蓝细菌，构成了红藻、灰胞藻和绿藻，第一次构成了能进行光合感化的真核生物，此次事务被称作第一次内共闹事件。而在距今10亿年前，绿藻进行了一次分化，一部门构成了糊口情况首要在海洋的绿藻门分支，另外一部门构成了糊口情况首要在淡水的轮藻门分支。轮藻顺应了淡水的情况，完成了从海洋到淡水的过渡，这一次进化事务如同拂晓的一道光，照亮了绿色植物陆地化的进程。从此绿色植物起头了从简单到复杂、单细胞生物到多细胞生物，从水生到陆生的漫长而复杂的陆地化进程。
华年夜生命科学研究院万莳植物基因打算（10KP）研究团队获得了来自德国科隆年夜学藻种中间Mesostigmaviride(CCAC1140)和Chlorokybusatmophyticus(CCAC0220)两个轮藻，别离在华年夜基因完玉成基因组测序阐发工作。经由过程系统分类与比力进化基因组学研究，进一步证实了之前的科学不雅点：Mesostigma和 Chlorokybus为链形植物门最早分化出来的绿色植物分支。从栖息地的区分来看，处在最古老阶段的轮藻已起头测验考试进行登岸了，并进行了从单细胞到多细胞改变，从水生到陆生的顺应。不但如斯，为了有用的进行陆地化筹办，在初期轮藻阶段，鞭毛这类和水生情况互相关注的器官也已起头退化。初期轮藻在登岸进程中，已起头在遗传代谢和形态学方面进行了一些改变，为顺应陆地情况起头做筹办。
两个轮藻基因组的形态。图片由华年夜供给
科学家发现，为了顺应快速转变的情况, 初期的轮藻积极展开从头组装和降解细胞壁组件加强细胞壁的矫捷性在渗入压力。经由过程比力基因组学，作者发现Chlorokybus具有植物类型的纤维素合成酶 (CESA/CSLD-like)，和纤维素细胞壁成份降解相干的内切葡聚糖酶 (Endoglucanase)。但是，Mesostigma不编码植物类型的纤维素合成酶，和纤维素细胞壁成份降解相干的内切葡聚糖酶。Chlorokybus中起头呈现植物类型纤维素的代谢，进一步证实了初期轮藻为了顺应陆地情况，已起头改变细胞壁的成份。别的，光敏色素是植物发展和发育的调理互相关注的主要色素,而植物类型的光敏色素的发源可以追溯到初期轮藻中，我们在初期的轮藻中发现了两种分歧类型的光敏色素，此中一种的基因布局和陆地植物不异。绿色植物在进化进程中，形态学上也产生了较着的改变，最较着的就是鞭毛的丢掉。作者经由过程年夜范围的比力基因组学阐发，发此刻绿色植物分支有几回较着的鞭毛丢掉事务，而此中一次产生在陆地化进程中。
研究职员暗示，该研究供给了初期轮藻的基因组数据，填补了藻类到植物陆地化进化研究进程中一向缺掉的主要节点，进一步揭露了绿色植物陆地化进程中，一些主要基因的发源及主要遗传代谢的进化机制，对熟悉全部生命系统发源具有主要的理论和实践意义。
该论文的第一作者为深圳华年夜生命科学研究院与哥本哈根年夜学结合培育的博士研究生王思博，华年夜生命科学院研究院与丹麦科技年夜学结合培育的博士生李林洲，通信作者为深圳华年夜生命科学研究院刘心和刘欢研究员，德国科隆年夜学Michael Melkonian传授等。
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