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水平基因轉移或助水生植物“登陸”

2012-12-03 08:45:07         來源:中國科學報     瀏覽次數:

  中科院昆明植物所孫航課題組和來自中科院青藏高原研究所昆明部、美國東卡羅來納大學的研究人員近期合作發現,在陸生植物起源演化的早期階段,物種間的水平基因轉移可能促進植物由水生環境向陸生環境轉變。相關成果日前在線發表于《自然—通訊》雜志。

  轉基因食品的安全風險是當前的熱點問題。其實在自然界里,物種間的基因轉移也可能頻繁發 生,并深刻影響著不同物種的遺傳進化。水平基因轉移,又稱橫向基因轉移,指不同物種間,或單個細胞內不同細胞器之間遺傳物質橫向傳遞的過程。相對于垂直基 因轉移即親代傳遞給子代而言,水平基因轉移突破了不同物種間的生殖隔離,使自然界各種生物之間的遺傳物質交流更加復雜多樣。目前,相關研究認為,水平基因 轉移在原核生物和單細胞真核生物中普遍發生,在多細胞真核生物中則較少發生。

  為此,研究人員對陸生植物基部類群小立碗蘚進行了基因組學分析,結果發現,小立碗蘚基因組中有57個基因家族共128個基因為水平基因轉移起源,分別來自細菌、真菌以及病毒。

  進一步的基因功能注釋分析表明,絕大多數橫向轉移得來的基因與植物生長、調節和抗逆等生理 過程密切相關,如維管束形成,側根產生,角質層表皮細胞的形成、分化,植物生長調節劑生物素的合成,DNA分子損傷修復,抗寒旱和病害等。這些基因的獲 得,可能有助于早期陸生植物為適應生長環境,由水生向陸生的轉變,從而對陸生植物的長期進化有著深遠的影響。

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