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絲葉貍藻
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絲葉貍藻的基因組
科學家在2013年完成了對絲葉貍藻基因組的測序工程。其基因組只含有8千2百萬個堿基對,這相對于其他多細胞植物來說極為短小。然而基因組容納了整整2萬8500個基因,這數(shù)量比基因組大得多的其他植物還要多。相比其他植物來說,絲葉貍藻基因組含有的非編碼DNA非常少。絲葉貍藻只有3%的DNA非基因,而相比之下,人類的DNA有98.5%是非編碼DNA。大部分開花植物的基因主要是以反轉錄轉座子組成的,但絲葉貍藻只有2.5%的DNA是反轉錄轉座子。該發(fā)現(xiàn)可能預示著非編碼DNA(俗稱垃圾DNA)并不是生物必須的。參與這項研究的維克多·艾伯特(Victor Albert)表示:“至少對于一種植物而言,垃圾DNA真的只是垃圾,它不是必須的?!毖芯炕蚪M大小演變的T·萊恩·格雷戈里(T. Ryan Gregory)說:“這項研究進一步質疑了基因生物學對于大部分或所有DNA序列功能假定的簡單化解釋,卻忽略了動植物間基因組大小的巨大差異?!?br /> 絲葉貍藻與番茄在大約8千7百萬年前從兩者的共同祖先分離開來。之后這兩種植物都經(jīng)歷了全基因組復制(WGD),使其DNA組倍增。絲葉貍藻的基因組至少經(jīng)過三次增大。后來大部分無用的DNA都已消失了,但番茄并未如此,以致其基因組大小只有番茄的十分之一。
與擬南芥相比,絲葉貍藻每個基因的內含子都較少,且其啟動子的保守順式轉錄調控元件也被壓縮。最關鍵的基因都回到了單拷貝的狀態(tài)。但絲葉貍藻的線粒體及葉綠體基因組并未出現(xiàn)類似其他被子植物的壓縮。核DNA通過大量的微缺失及一些大型的重組缺失進行壓縮。據(jù)推測,在“馬虎”的基因重組過程中,無用的序列隨著時間的推移會被逐漸剔除。絲葉貍藻整個核基因組存在大量GC序列,其被認為已建立起了一種傾向于缺失的分子機制,但這并不排除存在導致保持該缺失的選擇壓力。節(jié)約能源或節(jié)約磷素的選擇壓力可能導致絲葉貍藻減少其核基因組大小。絲葉貍藻形成捕蟲囊是由于環(huán)境缺磷而非缺氮,所以磷利用率的高低決定了在環(huán)境中的優(yōu)勢與否。先前已有證據(jù)說明更大的環(huán)境誘變量下會增加突變率,從而增加自然選擇中缺失不必要的DNA的可能性,但沒有證據(jù)說明該現(xiàn)象存在于絲葉貍藻及擬南芥的相對突變多樣性中。
科學家猜想,基因重組過程導致無用的基因內容隨時間而被剔除。
絲葉貍藻相關花卉的基因組
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