灌木基因揭示开花的秘密
查字典生物网
2016-11-01
开着奶油色花朵的灌木（无油樟）是地球上目前存活的开花植物的最亲后代，研究人员日前完成了对该植物基因组的解码。无油樟的基因序列暗示：是遗传适应性帮助这种花朵在大约1.6亿年前出现，并在地球上成功存活下来——这一进化爆炸事件被达尔文称为一个“令人憎恶的谜”。
无油樟只生长在南太平洋新喀里多尼亚岛的18个已知地点上。这种植物的生殖结构被包裹在花被片里——花瓣和像叶子一样的支撑结构共同被称作萼片。
无油樟在所处种属中有着独一无二的属、科和目。美国宾夕法尼亚州立大学植物进化生物学家、无油樟基因组计划的共同主导合作者ClaudedePamphilis说：“在动植物的演化史上，无油樟其实相当于鸭嘴兽和单孔目动物。”他们的研究成果已经在《科学》杂志上发表了3篇论文。
就像鸭嘴兽基因组对哺乳动物的出现提供参考一样，无油樟为人类了解开花植物或被子植物，甚至裸子植物的演变打开了一扇窗。
对无油樟和其他植物的基因组对比表明：开花植物的早期祖先获得了一个基因组副本，这一特性通常被称为多倍体。人们知道许多被子植物都是多倍体生物，例如土豆的每个染色体都有2~6份副本。dePamphilis说：“但是，无油樟的副本早于所有其他多倍体生物出现。”2011年，他领导了该研究团队，研究推断这个古老的副本来自非常有限的基因数据。dePamphilis称，副本可能通过为每个基因提供额外的拷贝，满足在进化中产生的新功能，进而促进了开花植物的多样化和扩张。
对无油樟基因组的分析揭示：花朵的起源可能是被子植物从裸子植物分离出来时，出现了一个基因的集合。在裸子植物的基因组中，约1/4的基因参与了开花明显缺乏的副本，而另外3/4的基因在两个植物谱系共同的祖先中普遍存在。研究团队的分析也为复杂种子的演变、开花植物的气味和其他特征的研究提供了很好的借鉴。
