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中新社昆明3月22日電 (記者 胡遠航)中國科學(xué)院昆明植物研究所22日發(fā)布消息稱,該所科研人員參與的研究團隊在豆科系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)和根瘤菌固氮共生演化研究中取得新進展,破解豆科植物在“恐龍大滅絕”時期得以幸存并繁衍成為被子植物最成功的類群之一的“密碼”。 豆科是開花植物中最大的科之一,有約765屬近20000種,貢獻全球27%的作物產(chǎn)量。研究顯示,豆科的祖先起源于大約距今6700萬年前,即“恐龍大滅絕”時期。這一時期,包括裸子和蕨類植物等在內(nèi)的大約五分之三的物種發(fā)生滅絕,豆科卻得以幸存。豆科植物與根瘤菌共生固氮體系,是自然界固氮效率最高、固氮量最大的生物固氮系統(tǒng),每年可以固定17.2×107噸氮元素。 近日,中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員伊廷雙、復(fù)旦大學(xué)副研究員黃建勛、美國賓夕法尼亞州立大學(xué)教授馬紅等團隊共12位研究人員,通過國際合作廣泛取樣、大規(guī)模RNA測序或淺層DNA測序,新獲得391個豆科物種的700多萬核基因轉(zhuǎn)錄本的序列數(shù)據(jù),結(jié)合其它已發(fā)表的基因序列數(shù)據(jù)集,覆蓋豆科所有的6個亞科59個族或族級分支的共計463種。 基于這些數(shù)據(jù),科研人員得到高解析和高支持的豆科系統(tǒng)樹,解決一些長期存在爭議的系統(tǒng)關(guān)系。同時,在豆科中鑒定到28次全基因組二倍化或者三倍化加倍事件;并針對豆科亞科之間多個異源多倍化的假說進行65個豆科物種數(shù)據(jù)的比較分析,支持豆科祖先經(jīng)歷多倍化。 研究表明,豆科早期全基因組復(fù)制事件可能為穩(wěn)定有效的固氮根瘤提供豐富的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ),為一系列生理、生態(tài)性狀的演化提供內(nèi)在條件。同時,“恐龍大滅絕”時期物種大滅絕為豆科物種提供更多的生態(tài)位,及豆科穩(wěn)定高效的固氮能力協(xié)同促進自身物種的多樣化進程,使之最終演化成為一個成功的被子植物類群。 這一研究為了解新生代物種多樣性提供重要的視角。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在植物科學(xué)權(quán)威期刊Molecular Plant上。(完) (中新社 2021年3月22日) |
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