早期分化链藻门藻类基因组：揭示植物登陆演化
植物从水生环境向陆生环境的转变代表了演化史上的关键时刻。虽然陆生植物（有胚植物）已被充分研究，但它们最近的藻类近亲——链藻门藻类——为这一转变提供了关键洞见。在我们发表于 Nature Plants 的最新研究中，我们展示了中斑藻（Mesostigma viride）和 Chlorokybus atmophyticus 的基因组组装——两种最早分化的链藻门藻类。这些基因组为理解祖先植物在陆生植物出现之前如何适应亚气生环境提供了独特视角。
主要发现
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与陆地适应相关的基因组特征： 比较基因组学揭示，链藻门的共同祖先已经拥有适合陆生环境的遗传特征。这些特征包括基于光敏色素的光感知、类似有胚植物的光呼吸、胁迫响应转录因子和纤维素合成途径——这些正是陆生植物的典型特征。
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淡水与陆生藻类分歧的基因组演化： 中斑藻是一种淡水藻类，表现出基因组精简的证据，包括某些陆地适应基因的丢失。与此同时，在亚气生环境中繁衍生息的 Chlorokybus atmophyticus 保留了在严酷陆生条件下生存的关键遗传元件。
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植物激素与转录因子的功能洞见： 这些基因组凸显了植物激素信号组分（如细胞分裂素和脱落酸 ABA）的早期获得，这些组分对胁迫适应至关重要。重要的是，参与环境响应的多个转录因子家族也起源于早期链藻门。
思考
2017 年，我们启动了万种植物基因组计划（10KP），旨在对主要植物分支的代表性物种进行测序，特别关注参考基因组组装和比较分析。藻类在这项计划中占有重要地位，我们团队与科隆大学的 Michael Melkonian 教授合作研究重要的藻类基因组。这项研究是我们在植物演化研究中的重大成就之一。
就个人而言，我发现藻类令人着迷——不仅因为它们提供了对陆地适应的洞见，还因为它们弥合了植物生物学中的演化空白。我们团队成员王思博为这个项目做出了关键贡献，推动了数据分析和基因组组装。随着我们继续扩展藻类的基因组景观，我对揭开连接水生祖先与陆生植物的进一步演化奥秘充满期待。
本研究的全文可在 Nature Plants 在线获取。