首个铁线蕨基因组揭示真叶植物起源和茉莉素进化等分子机制

中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合国内外8家科研院所首次绘制了染色体级别的铁线蕨基因组，揭示了蕨类植物孢子发育、真叶植物起源和种子演化、茉莉素信号通路进化等分子机制。相关研究成果发表在《自然—植物（Nature Plants）》。

 

真蕨植物以孢子体和配子体均具有光合自养能力为主要特征，其中99%的真蕨植物为同型孢子真蕨。其中铁线蕨（Adiantum capillus-veneris L.）是其中具有代表性的同型孢子真蕨之一，常被当作模式生物进行研究。科研人员组装了铁线蕨基因组，获得首个铁线蕨高质量染色体级别参考基因组，拼接基因组达到4.83 Gb，覆盖了97.58%的基因组，染色体数目为30。研究人员通过代谢组学和转录组学数据分析发现，真叶植物BRI1-BRL基因家族在维管束分布丰富的叶柄和叶片中表达显著，该基因亚家族的扩张很可能与真叶维管系统的起源有关，是推动真叶植物维管系统复杂化、进而产生真叶的分子动力。此外，研究人员还在铁线蕨中发现了两类茉莉素活性分子OPDA和JA-Ile，并阐明了这两类活性分子及次生代谢物在体内的变化规律，解释了蕨类植物高抗虫性的原因。

 

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。