光明網訊（記者宋雅娟）11月14日，國際期刊《細胞》（CELL）在線發表了中國農科院基因組所程時鋒團隊植物祖先陸地化研究成果：陸地植物的共同祖先，是一個“未上岸先適應”的單細胞綠藻。這一成果，解開了科學界爭議已久的陸地植物共同祖先起源之謎。

文章題目及摘要

　　程時鋒團隊與來自德國、加拿大、俄羅斯和深圳華大基因的科學家聯合，首次報道了兩個單細胞綠藻基因組，及其與陸地植物共同的祖先在5億年前突破干旱適應成功登陸的分子機制，揭示了陸地植物祖先“借用”土壤細菌基因的遺傳物質創新以驅動漫長的陸地化進程。

綠藻及陸地植物祖先演化樹

　　此前，科學家們明確，陸地植物的祖先來自江河湖海，從水生到陸生，從簡單到復雜的演化過程中，經歷過很多重要的進化創新。程時峰團隊通過系統研究，證明了一種水生的單細胞綠藻Spirogloea muscicola是所有陸地植物最近緣的共同祖先。他們發現，許多之前被認為是陸地植物才有的基因，在該綠藻基因組上都能找到起源的“根”。

綠藻與陸地植物共同祖先的基因與家族創新

　　該研究還發現，為了適應陸地環境，綠色植物共同祖先基因組從土壤細菌中“借”來了兩個關鍵基因：GRAS和PYL，這是大自然自發的“遺傳工程事件”，也是陸地植物祖先適應陸地生境的關鍵分子驅動力。GRAS與植物生長、發育和抗逆等重要代謝途徑相關；PYL則是脫落酸ABA遺傳通路中重要的受體因子。此前這兩個關鍵基因一直被認為是陸地植物所特有的。研究團隊第一次將其“祖先的根”追溯到了雙星藻綱的兩個基因組上，并證明其起源于一次從土壤細菌中來的水平基因轉移事件，并通過分子系統進化分析，發現這次水平基因轉移事件發生的時間約為6億年前，與植物陸地化上岸前的化石時間相吻合。

祖先陸地植物從土壤細菌中“借來”關鍵基因：GRAS和PYL

　　基因組所程時鋒研究員為該文第一作者，德國科隆大學Michael Melkonian教授以及加拿大阿爾伯塔大學Gane Ka-Shu Wong教授為該文共同通訊作者，基因組所程時鋒團隊冼文飛實習研究員為共同第一作者。項目受到深圳市科創委、中國農業科學院創新工程、廣東省嶺南實驗室和華大基因的資助。

[ 責編：肖春芳 ]