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来自研究机构

基因组研究揭示了榕树的进化秘密

日期:
2020年10月8日
来源:
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校新闻处
简介:
榕树Ficus microcarpa以其气根而闻名,这些气根从树枝上发芽,最终到达土壤。这棵树还与黄蜂有着独特的关系,黄蜂与它共同进化,是唯一可以为它授粉的昆虫。在一项新的研究中,研究人员在榕树的基因组中发现了促进其不寻常的气根发育并增强其向黄蜂传粉者发出信号的能力的区域。
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榕树热带榕属植物microcarpa它以其气根而闻名,这些气根从树枝上发芽,最终到达土壤。这棵树还与黄蜂有着独特的关系,黄蜂与它共同进化,是唯一可以为它授粉的昆虫。

在一项新的研究中,研究人员在榕树的基因组中发现了促进其不寻常的气根发育并增强其向黄蜂传粉者发出信号的能力的区域。

这项研究发表在杂志上细胞在相关的无花果树中也发现了一个性别决定区域,热带榕属植物hispida。不像f . microcarpa它产生气根,在同一棵树上开出雄花和雌花,f . hispida产生明显的雄性和雌性树和没有气生根。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)的植物生物学教授雷·明(Ray Ming)与中国科学院的陈晋(Jin Chen)共同领导了这项研究,他说,了解榕树物种及其蜜蜂传粉者的进化史很重要,因为它们在各种栖息地生产大型果实的能力使它们成为大多数热带森林中的关键物种。爱博网投领导者无花果是至少1200种鸟类和哺乳动物的食物。无花果树是最早被驯化的作物之一,在印度教、佛教和其他精神传统中被视为神圣的象征。

无花果和黄蜂之间的关系也提出了一个有趣的科学挑战。黄蜂的身体形状和大小与无花果果实的形状和大小完全一致,每一种无花果都会产生一种独特的香气来吸引它特定的蜜蜂授粉者。

为了更好地理解这些进化的发展,Ming和他的同事们分析了两种无花果的基因组,以及一种为榕树授粉的黄蜂的基因组。

“当我们对这些树的基因组进行测序时,我们发现榕树的基因组中有更多的重复片段f . hispida没有气根的无花果,”明说。“这些重复区域约占基因组的27%。”

这种复制增加了参与生长素合成和运输的基因数量,生长素是一种促进植物生长的激素。这些重复的区域还包含与植物免疫、营养和挥发性有机化合物的产生有关的基因,这些有机化合物可以向传粉者发出信号。

“气根中生长素的含量比有或没有气根的树木的叶子中生长素的含量高5倍,”明说。生长素水平的升高似乎引发了气生根的产生。复制的区域还包括编码加速生长素产生的光受体的基因。

当他们研究无花果黄蜂的基因组并将其与其他相关黄蜂的基因组进行比较时,研究人员观察到,黄蜂保留并保存了气味受体的基因,这些基因可以探测到无花果树产生的相同气味化合物。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只在雄性植物中表达的Y染色体特异性基因f . hispida另外三种无花果会产生单独的雄性和雌性植株,这种情况被称为雌雄异株。

这个基因在雌雄异株基因组中被复制了两次,给了植物三个基因拷贝。但是雄花和雌花并存的榕属植物只有一个这种基因的拷贝,”明说。“这有力地表明,这种基因是影响性别决定的主要因素。”

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故事来源:

材料所提供的伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校新闻处。原著作者戴安娜·耶茨。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 张兴坦,王刚,张胜成,陈帅,王一斌,温平,马晓凯,石燕,戚睿,杨洋,廖振阳,林静,林吉山,徐秀明,陈学群,徐新丹,邓芳,赵丽华,李一伦,王荣,陈小勇,林艳荣,张吉森,唐海宝,陈进,明雷。榕树和传粉黄蜂的基因组为无花果-黄蜂的共同进化提供了新的见解细胞, 2020;DOI:10.1016 / j.cell.2020.09.043

引用此页

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校新闻处。“基因组研究揭示了榕树的进化秘密。”《科学日报》。《科学日报》,2020年10月8日。< www.koonmotors.com/releases/2020/10/201008121248.htm >。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校新闻处。(2020年10月8日).基因组研究揭示了榕树的进化秘密。《科学日报》。2023年6月20日检索自www.koonmotors.com/releases/2020/10/201008121248.htm
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校新闻处。“基因组研究揭示了榕树的进化秘密。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2020/10/201008121248.htm(2023年6月20日访问)。

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