Nature子刊：新研究揭示了“辅助染色体”的存在

　　

4亿5千万年前，植物开始了从水到陆地的史诗般的转变。在第一批开拓者中，有不起眼的角苔植物（hornworts）的祖先，这是一群不起眼的小植物，一直延续到今天。新的研究揭示了角苔植物（hornworts）的基因蓝图，揭示了植物进化和早期陆地生命的迷人细节。

博伊斯汤普森研究所（BTI）的博士后科学家、该研究的第一作者彼得·沙夫兰（Peter Schafran）说：“我们首先解码了十个角苔物种的基因组，代表了这个独特植物群体中所有已知的家族。我们的发现出乎意料：尽管角苔已经独立进化了3亿多年，但它们仍然保持着非常稳定的染色体。”

与许多植物不同，角苔没有经历过全基因组复制（生物体的整个遗传物质被复制）。这种没有复制的现象导致了稳定的“常染色体”——保存生物体大部分遗传物质的染色体——尽管它们有着悠久的进化史，但它们在不同种类的角苔中相对保持不变。

然而，并不是所有的角苔基因组都是静态的。这项研究揭示了“辅助染色体”的存在，这是一种额外的遗传物质，对生存不是必需的，但可以提供额外的好处。这些辅助染色体更具活力，甚至在单个植物中也能迅速进化和变化。此外，国际研究小组还在一些物种中发现了潜在的性染色体，为植物生殖策略的进化提供了线索。

最近发表在《自然植物》杂志上的这项研究也提供了对特定植物性状的见解。例如，研究人员发现了与类黄酮产生（防止紫外线辐射的色素）、气孔形成（调节气体交换的微小孔隙）和激素信号有关的基因的新信息。这些发现有助于完善我们对早期陆地植物如何适应新的、具有挑战性的环境的理解。

该研究项目对角蒿进行了广泛的基因调查，使其成为相对于其物种总数而言测序最彻底的植物群。

通过为角苔创建一个全面的“泛门”数据集，研究小组开发了一种资源，帮助科学家了解地球上的生命是如何进化的。它提供了植物如何适应未来环境挑战的见解，并可以为设计更具弹性的作物的努力提供信息。

“我们的研究证明了研究多样化生物的重要性，而不仅仅是众所周知的模式物种，”BTI副教授、主要作者李飞伟说。“通过扩大我们对角苔的了解，我们对植物进化和地球上令人难以置信的生命多样性有了更全面的了解。”

这项研究得到了美国国家科学基金会的部分支持。