由睡莲揭开的开花植物的秘密学术资讯

美国田纳西大学花园中的睡莲。

近日，来自美国田纳西大学的新研究报告了蓝瓣睡莲(Nymphaea colorata) 约409兆字节的基因组序列。47位合著者认为，大多数开花植物的成功，包括利用花香吸引传粉者，可能部分归功于在睡莲中观察到的基因创新。相关论文发表在12月18日的《自然》杂志网络版上。

睡莲是世界闻名的水草，是池塘中人们喜爱的特色，也是绘画和雕塑等艺术中经常出现的主题，有些宗教还认为它们是生命的象征。

现在看来这些观点可能并不太离谱。研究人员分析了睡莲目植物（包括睡莲在内的有花水生植物）的基因，结果表明，睡莲目是所有其他有花植物所属的两个姊妹谱系之一，这两个姊妹谱系可能是由于约1.47 - 1.85亿年前的全基因组复制事件产生的。另一个谱系是无油樟目(Amborellales)，这是开花灌木的一个目，只包括一个物种——无油樟(Amborella trichopoda)。

在这项研究中，田纳西大学的研究人员对睡莲花香生物合成的遗传基础进行了分析。“吸引传粉者的花香对植物多样性和以植物为基础的农业生产都至关重要，” 田纳西大学农业研究所的植物科学教授Feng Chen说。世界上四分之三的开花植物和大约35%的粮食作物都依靠动物传粉来繁殖。许多传粉者依靠花香来帮助它们找到植物的花朵。“因此，了解开花植物何时以及如何进化出气味是很有趣的，”他说。

这项研究解释说，在睡莲目全基因组复制事件中保留的基因里，有一些是调节所有开花植物开花过渡和开花发育的同源基因。

在这项研究中，科学家们研究了蓝瓣睡莲。“睡莲进化出了迷人的花香和颜色，这是核心被子植物的共有特征。”Chen说，“我们分析了产生花香的化合物和生物合成基因，它们表明睡莲的香味与核心被子植物的香味是平行进化的。由于其独特的系统发育位置，蓝瓣睡莲基因组中气味生物合成和其他性状的基因创新也揭示了所有被子植物的早期进化过程。”

科界原创

编译：花花

审稿：西莫

责编：张梦

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：

https://ag.tennessee.edu/news/Pages/NR-2019-12-Waterlilygenomes.aspx