解讀“身份密碼”：首個(gè)鐵線蕨基因組揭示真蕨植物的“自我革新”

9月1日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所聯(lián)合國(guó)內(nèi)外8家科研院所首次繪制了染色體級(jí)別的鐵線蕨基因組，揭示了蕨類植物孢子發(fā)育、真葉植物起源和種子演化、茉莉素信號(hào)通路進(jìn)化等分子機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然—植物（Nature Plants）》。

真蕨植物以孢子體和配子體均具有光合自養(yǎng)能力為主要特征，其中99%的真蕨植物為同型孢子真蕨。其中鐵線蕨（Adiantum capillus-veneris L.）是其中具有代表性的同型孢子真蕨之一，常被當(dāng)作模式生物進(jìn)行研究。科研人員組裝了鐵線蕨基因組，獲得首個(gè)鐵線蕨高質(zhì)量染色體級(jí)別參考基因組，拼接基因組達(dá)到4.83 Gb，覆蓋了97.58%的基因組，染色體數(shù)目為30。研究人員通過代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，真葉植物BRI1-BRL基因家族在維管束分布豐富的葉柄和葉片中表達(dá)顯著，該基因亞家族的擴(kuò)張很可能與真葉維管系統(tǒng)的起源有關(guān)，是推動(dòng)真葉植物維管系統(tǒng)復(fù)雜化、進(jìn)而產(chǎn)生真葉的分子動(dòng)力。此外，研究人員還在鐵線蕨中發(fā)現(xiàn)了兩類茉莉素活性分子OPDA和JA-Ile，并闡明了這兩類活性分子及次生代謝物在體內(nèi)的變化規(guī)律，解釋了蕨類植物高抗蟲性的原因。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。（馬昕怡）

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宋雅娟 謝蕓