“所有开花植物最有魅力和奇怪”

在寄生虫时,这些植物是噩梦的东西。

叫做rafflesiaceae,他们没有自己的根,茎或叶子。对于他们的大部分寿命,它们是看不见的,只有在他们寄主的木本藤内的小细胞中居住。然后,没有警告 - 就像电影中的生物“外星人” - 他们爆发了绽放世界上最大的一些鲜花。腐烂的肉或水果的刺激性气味吸引了腐肉苍蝇,帮助授粉这些植物,让它们种子和传播到另一个毫无戒心的主体,重新启动整个循环。

Rafflesiaceae代表了最极端的寄生寄生,称为内透明度,其中生物体完全依赖于所有营养素的宿主。对于那些研究这些植物的人来说,这是让他们如此卓越的众多事情之一。

“这些都很容易成为所有开花植物最具魅力和最奇怪的奇怪的植物,”哈佛大学血瓜亚巴拉亚武术植物师傅和科学学院有机械和进化生物学教授Charles Davis说。 “他们只是如此奇怪。”

它们也是一种遗传神秘。

因为植物缺乏传统的身体,花费大部分生活在他们的主人里面,并没有将机器到光合的(这使大多数植物活着),他们的大部分进化和基因组历史是未知的。事实上,内渗症岩的基因组基本上是一个黑洞。但由于遗传分析技术的最新进展,科学家终于开始了解许多这些关键动态。

1月22日在目前的生物学中,一支哈佛大学研究人员团队展示了最完整的基因组,而且组装了一个主要的拉德夫利亚哲学赛,萨布里亚喜马拉雅纳斯。这些物种在东南亚发现,其斑驳的红色和白花是关于餐盘的大小。 (它更加着名的表弟,Rafflesia Arnoldii,直径近3英尺的盛开,世界上最大。)

遗传分析揭示了古代和现代宿主的令人惊讶的基因丧失和令人惊讶的基因盗窃。这些发现带来了作为内透明石所需的基因的数量和类型的独特视角,以及提供新的见解,以改变开花植物的基因组和仍然仍然存在。

“在很多方面,这是一个今天存在的奇迹,更不用说他们似乎持续了数百万年。”
- Charles Davis,有机生物和进化生物学教授

该组织立即袭击了这一群体的是基因丧失皂化程度,因为它们放弃了身体并适应内甲酸盐岩。在Sapria Genome中,在大多数开花植物中发现的所有基因的近一半是不存在的。基因损失的程度超过其他植物寄生虫损失程度的四倍。许多损失的基因包括被认为是对光合作用的关键基因,它将光线转化为能量。

“在很多方面,这是一种奇迹,即这些植物今天存在,更不用说他们似乎持续了数百万年的历史,”戴维斯说,他们领导了这个项目。 “他们真的被抛弃了许多我们认为是典型的植物的东西,但它们深深地嵌入了生命之树内。”

与此同时,数据显示出潜在的进化会聚,成为寄生虫,因为研究人员与研究人员比较的寄生植物尽管分别演变,但仍然失去了许多相同类型的基因。

“我们得出结论,植物寄生虫如何进化存在常见的基因组或遗传路线图,”Cai Liming,Ph.D。河滨加州大学的研究员,帮助将研究作为戴维斯实验室的研究生,而在哈佛大学艺术和科学研究生院。

科学家们还通过称为水平(或横向)基因转移而不是传统的父母到后代传输来鉴定了几十个基因。基本上,它意味着Sapria从其主机偷走这个DNA,而不是将其从其父母继承。

研究人员重建了他们检测到的侧向基因转移,以汇集前宿主的隐藏历史返回数百万年。

他们估计它们对基因组约40%,相信这是核心,其余部分可能重复地区。

该测序努力的根源日期回到2004年,当时戴维斯是密歇根大学的研究员。他和一位同事发表了第一个证据表明这些植物正在从宿主获取基因。从那时起,他一直在学习Rafflesiaceae,并具有测序基因组的最终目标,以表征这些基因转移的全部大小和含义。自从这项努力中加入了许多科学家的部队。为此论文,他与世界各地的研究人员合作,包括戴维斯实验室的前学生和泰国和马来西亚的合作者。

除了蔡德的研究人员还包括FAS信息学集团的生物信息学总监Timothy Sackton; Brian Arnold,一名前生物科学家; Danielle Khost,目前的Bioscientist与集团;鲍尔核心设施总监Claire Hartmann。

“[项目]真的是这些新的测序技术如何真正开放解决以前不可行的问题的可能性,特别是在具有这些奇怪基因组的非常广泛多样化的植物中,” Sackton说。

该项目涉及泰国和马来西亚的广泛杀灭实地,并仔细的物流运输植物。在实验室中,研究人员解释了植物并提取了它们的遗传物质。这涉及自己的敏感协议,例如确保不要与寄生虫的寄生虫交叉污染基因。研究人员称,将基因组放在一起是组装有数百万件碎片的拼图。

“这是一个挑战,但我们做到了,”戴维斯说。 “我觉得我现在只是呼吸宽松叹息。”

该研究得到了国家科学基金会资助的支持。



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