大規模基因研究重新繪制開花植物的生命之樹

　　植物學家利用9500多個物種的基因組數據，繪制了開花植物之間的進化關系圖。新繪制的生命之樹將幫助科學家拼湊出開花植物的起源，并為未來的植物保護工作提供信息。相關研究已發表于《自然》。

　　大約1.5億年前，地球上的生命開始了一次徹底的革新，這要歸功于一個巨大群體的迅速崛起：開花植物或被子植物。木蘭、睡蓮以及許多已經滅絕的早期植物的光合作用向大氣輸送氧氣，它們的花蜜和果實為昆蟲和其他動物提供新的食物，為新的、更復雜的生態系統提供動力，這些生態系統至今仍主宰著地球。

　　“我們的生存依賴于它們，這就是為什么我們真的需要了解它們。”英國皇家植物園—邱園的William Baker說。

　　過去8年，Baker和同事一直致力于完成描述所有屬植物和真菌之間進化關系的生命樹。

　　從開花植物開始，研究小組設計了分子探針來尋找在所有被子植物的細胞核中都能找到的353個特定基因。“核基因組是巨大的，所以我們必須專注于一組特定的基因。”Baker說。

　　到目前為止，他們已經對9506種開花植物的基因進行了測序，主要使用了來自世界各地收集的標本和公共數據庫。這幾乎代表了所有已知的被子植物科，以及13400個記錄屬中的8000個。在分析中取樣的一些標本有200多年的歷史，包括一種叫做全球沙草的沙草，以及許多滅絕的物種，如瓜達盧佩島橄欖。

　　通過比較每種開花植物基因序列的相似性，研究人員能夠確定它們在生命之樹上的位置。

　　Baker說，這是迄今為止對被子植物最全面的研究。“我們經常把它比作元素周期表，這是生命的基本框架。”他說。

　　大約1.4億年前，被子植物出現后迅速繁榮起來，超過了無花裸子植物，成為世界上的主要植物類型。在過去幾個世紀里，開花植物多樣性在化石記錄中的突然出現一直困擾著科學家，查爾斯·達爾文稱之為“令人憎惡的謎團”。

　　現在，生命之樹證實了今天仍然存在的大約80%的主要開花植物譜系是被子植物多樣性早期繁榮的一部分，還揭示了大約4000萬年前發生的另一次多樣性激增，這可能是由當時全球氣溫下降引發的。

　　邱園研究小組的另一名成員Ilia Leitch說，未來，生命之樹還可以幫助尋找具有新藥用特性的植物，也可以幫助科學家識別新物種，并評估哪些物種可能最容易受到氣候變化的影響。

　　“這是進行新研究的最新和最偉大的進化框架，更接近開花植物占領全球的機制。”美國密西西比州立大學的Ryan Folk說。美國佛羅里達大學的植物進化生物學家Lucas Majure則評價說：“這是一個出色的合成，它為地球上最重要的植物群的進化關系提供了一個新視角。”