攀枝花蘇鐵成為此次研究的測序材料。
你對蘇鐵這個(gè)名字感到陌生嗎?其實(shí)我們常說的“鐵樹開花”中的鐵樹，其學(xué)名便是蘇鐵。
作為最原始的種子植物，蘇鐵具有極其重要的科學(xué)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以說是“植物界的大熊貓”。然而，蘇鐵的基因組較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為科學(xué)研究工作增添不少難度?，F(xiàn)存最原始種子植物中，僅蘇鐵分支一直缺少完整的基因組圖譜。
昨日，深圳市城管和綜合執(zhí)法局召開新聞發(fā)布會(huì)。記者從會(huì)上獲悉，4月18日，《自然-植物》以封面文章在線發(fā)表了題為《蘇鐵基因組和種子植物早期演化》的研究成果。文章的發(fā)表，代表種子植物基因組演化研究中的最后一塊拼圖完成，種子植物各大分支的基因組到現(xiàn)在均已覆蓋。
據(jù)悉，《蘇鐵基因組和種子植物早期演化》一文由深圳市仙湖植物園、深圳華大生命科學(xué)研究院、中國科學(xué)院昆明植物研究所、蘭州大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院、河南大學(xué)和南京林業(yè)大學(xué)等22個(gè)機(jī)構(gòu)65位科學(xué)家聯(lián)合完成。
探明蘇鐵時(shí)空演化規(guī)律
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于現(xiàn)存蘇鐵339種植物的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，重建了蘇鐵類自身的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，并通過分子數(shù)據(jù)和化石證據(jù)，明確了蘇鐵的時(shí)空演化格局。
“我們選取蘇鐵類最基部的類群、同時(shí)也是中國特有的古老殘遺種-攀枝花蘇鐵作為測序材料。”該論文共同通訊作者、深圳華大生命科學(xué)研究院劉歡說，“通過不同的測序技術(shù)，確定蘇鐵基因組大小為10.5Gb，共注釋了32353個(gè)蛋白編碼基因，這也是目前裸子植物中最高質(zhì)量的大基因組圖譜。”
“仙湖植物園自1989年開始收集和繁殖蘇鐵類植物，目前引種保育了來自全世界240余種蘇鐵植物。”該論文共同通訊作者、深圳仙湖植物園張壽洲表示。
據(jù)悉，2017年，仙湖植物園、深圳華大生命科學(xué)研究院、中科院昆明植物所聯(lián)合發(fā)起蘇鐵基因組項(xiàng)目，旨在推進(jìn)生物多樣性、進(jìn)化、生態(tài)保護(hù)及各種重要基礎(chǔ)科研和農(nóng)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化問題的研究。
發(fā)現(xiàn)蘇鐵性別決定區(qū)
目前，絕大多數(shù)蘇鐵被世界自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄列為極度瀕危物種，也是我國國家一級重點(diǎn)保護(hù)植物。
此次研究發(fā)現(xiàn)了蘇鐵的性別決定區(qū)和潛在的性別決定基因。研究團(tuán)隊(duì)通過對62株雌雄蘇鐵群體(源于四川攀枝花蘇鐵國家級保護(hù)區(qū))進(jìn)行測序分析，在雄株的Y染色體中找到了雌雄表達(dá)差異最大的一個(gè)基因，該基因編碼一個(gè)MADS-box轉(zhuǎn)錄因子，推測其調(diào)控雌雄蘇鐵的性器官發(fā)育。該轉(zhuǎn)錄因子的同源基因也僅能在雄株基因組中檢測到，說明了該性別決定機(jī)制在蘇鐵類植物中具有普遍適應(yīng)性。
蘇鐵抗蟲基因成功應(yīng)用于棉花
“蘇鐵中的細(xì)胞毒素蛋白能夠殺死一些常見昆蟲，如棉鈴蟲、小菜蛾等，目前已通過基因重組技術(shù)將其成功應(yīng)用于棉花，事實(shí)證明其殺蟲效率比現(xiàn)有抗蟲棉更高，可在棉花種植中進(jìn)行推廣。”張壽洲說。
蘇鐵還有很多待研究發(fā)掘的實(shí)用價(jià)值，譬如藥用價(jià)值上，蘇鐵全身均可入藥，葉片提取物有抗癌活性，在治療癌癥、艾滋病等多種疾病的藥物中均有應(yīng)用。(深圳商報(bào)記者 文燦)
