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世界八大珍稀植物之一的百岁兰“永不落叶”的秘密被破解

2021-07-16 09:44:20    出处: 中国科学报

被国际植物学会列为世界八大珍稀植物之一的百岁兰“永不落叶”的秘密终于被破解了。7月12日,《自然—通讯》刊发了中外科学家历时3年基因组研究的最新成果。

百岁兰又名千岁兰,是买麻藤类单种科百岁兰科孑遗植物。其一生只有两片叶子,持续生长不脱落,叶子寿命为植物界最长,其个体在原产地可存活达3000年之久,故此得名。在中科院中—非联合研究中心的组织下,中科院武汉植物园研究员王青锋团队、深圳中科院仙湖植物园研究员万涛团队、纳米比亚Gobabeb研究中心等单位的科学家联合启动了百岁兰基因组与适应进化机制的研究工作。

经过连续3年多次的野外观察和取样,研究人员获得了百岁兰6.8G的基因组全长序列,并对百岁兰的演化历史和生态适应进行了研究。研究发现,百岁兰物种分化产生之后约8600万年发生了一次独立的全基因组加倍,基因组在1~2个百万年内经历了剧烈的转座子爆发,但高频的非同源重组抵消了大部分扩增的转座子序列。

该研究表明,百岁兰的基因组演化与其1亿年以来经历的地质环境剧变和持续高温干旱影响有较强的关联,趋向小且“低能耗”。重度甲基化和CHH位点调节,有效保证了百岁兰基因组在世代交替过程中的完整;调控初生分生组织发育转录因子表达模式的变化很可能影响了该物种现今的形态建成式样。特异降低的细胞生长速率、细胞内稳态的建成使得百岁兰的两片叶子缓慢而健康地生长,而抗热、高度木质化的叶片进一步助其适应极度干旱的环境。(记者朱汉斌)

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