No.58034127 - 科学
寄生花基因组进化及其花发育机制研究取得新进展No.58034127 只看PO
2023-06-12(一)10:42:02
ID:9hAXhqD
原文地址https://doi.org/10.1186/s12915-023-01620-3
寄生植物的起源和适应性机制一直是进化生物学的热点问题。寄生花（Sapria himalayana）是寄生植物中的最特殊的代表之一：寄生花专性内寄生在崖爬藤属（Tetrastigma）植物的根或茎中，大部分时间（营养生长阶段）都以菌丝状的形态穿插在寄主植物的细胞间隙, 无根、无茎、无叶，但花期绽放出硕大、艳丽的花于崖爬藤属植物的根或茎表面，形成特殊的寄生现象。
下图为寄生在寄主植物根中的寄生花（改自Nikolov et al., 2014. Ann Bot）
无标题无名氏No.58034153
2023-06-12(一)10:43:59 ID: 9hAXhqD (PO主)
国家植物标本资源库金效华研究团队利用三代PacBio Sequel平台、二代Illumina测序平台、10X Genomics测序等技术, 组装获得寄生花的核基因组，同时结合不同组织的转录组数据，通过生信等分析和研究，揭示了寄生花的基因组特征、特殊的生活方式和花发育的分子机制。
寄生花的基因组大小约2.8Gb, 重复序列约为86%，属于高度重复的基因组；组装的基因组大小约 1.92Gb，注释得到13,670个蛋白质编码基因，是被子植物中蛋白编码基因最少的物种，大量与光合作用、器官形态建成和防御反应相关的基因（~54%）在寄生花部分或者全部丢失；寄生花的质体基因组丢失，但在核基因组调控下，质体至少仍能合成植物生命活动必需的脂肪酸、芳香族氨基酸和赖氨酸；寄生花借助寄主植物的遗传物质（基因和mRNA），调控其花发育、开花和植物防御过程；寄生花的线粒体基因组与核基因组中有大量的水平转移获得的基因（HGT）, 而且核基因的HGT基因在列当科（Orobanchaceae）、菟丝子属（Cuscuta）植物中存在趋同进化，这些HGT基因可能参与植物寄生习性的演化；TM6基因决定了寄生花花瓣的分化，而花大小可能由MP1、GIF1、SWP等多个基因参与调控。本研究不仅为理解寄生植物特殊的生活方式提供新见解，而且为研究植物与植物的互作机制提供了新机遇。
下图为脂肪酸、氨基酸生物合成通路