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基因组研究揭示了榕树的进化秘密

平原,伊利诺伊州-榕树树小叶榕是著名的气根,从树枝发芽,最终达到的土壤。这棵树与与之共同进化的黄蜂也有着独特的关系,并且是唯一可以将其授粉的昆虫。

基因组研究揭示了榕树的进化秘密

在一项新研究中,研究人员确定了榕树基因组中促进其不寻常气生根发育并增强其发出黄蜂授粉信号的能力的区域。

这项发表在《细胞》杂志上的研究还确定了相关无花果树榕树的性别决定区域。不同于在同一棵树上产生气生根并拥有雄性和雌性花朵的小果木,F。hispida产生明显的雄性和雌性树,没有气生根。

了解榕属植物及其蜂传粉昆虫的进化史很重要,因为他们生产的各种生境的大果实能力使得它们在大多数热带森林一个关键物种,说雷铭,在伊利诺伊大学厄本那大学植物生物学教授-Champaign与中国科学院的Jin Chen领导了这项研究。已知无花果可以养活至少1200种鸟类和哺乳动物。无花果树是最早的驯化农作物之一,在印度教,佛教和其他精神传统中作为神圣的象征出现。

无花果和黄蜂之间的关系也提出了一个有趣的科学挑战。黄蜂的体形和大小与无花果的果实完全一致,每种无花果都产生一种独特的香水以吸引其特定的黄蜂授粉者。

为了更好地理解这些进化发展,Ming及其同事分析了两种无花果物种的基因组,以及对榕树授粉的黄蜂的基因组。

“当我们测序树的基因组,我们发现更多的片段重复在榕树下的基因组比F.刚毛,无气根无花果,”铭说。“那些重复的区域约占基因组的27%。”

重复增加了生长素的合成和运输中涉及的基因数量,生长素是一类促进植物生长的激素。重复的区域还包含与植物免疫力,营养和向传粉媒介发出信号的挥发性有机化合物产生有关的基因。

明说:“气生根中的植物生长素水平比有或没有气生根的树木的叶子高五倍。”生长素水平升高似乎触发了气生根的产生。重复的区域还包括编码加速生长素生成的光受体的基因。

当他们研究无花果黄蜂的基因组并将其与其他相关的黄蜂的基因组进行比较时,研究人员观察到,这些黄蜂保留并保留了气味受体的基因,这些受体能够检测出无花果树产生的相同气味的化合物。研究人员报告说,这些基因组特征是无花果树和黄蜂之间共同进化的信号。

Ming和他的同事们还发现了一种Y染色体特异性基因,该基因仅在F. hispida的雄性植物和其他三种产生单独的雄性和雌性植物的无花果物种中表达,这种状况称为雌雄同体。

明说:“该基因在雌雄异体的基因组中被复制了两次,为植物提供了该基因的三个拷贝。但是在一株植物上同时拥有雄花和雌花的榕属植物只有一个该基因的拷贝。”“这强烈表明该基因是影响性别决定的主要因素。”

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点击次数:更新时间2020-10-13【打印此页】??【关闭
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