新京报讯（记者周怀宗）近日，记者从中国农科院获悉，该院深圳农业基因组研究所联合国内外8家科研院所，首次绘制了染色体级别的铁线蕨基因组，揭示了蕨类植物孢子发育、真叶植物起源和种子演化、茉莉素信号通路进化等分子机制。相关研究成果发表在《自然-植物（Nature Plants）》上。
铁线蕨的生命周期。中国农科院供图
在自然界中，真蕨植物又和种子植物合称真叶植物。“真叶”也称为“大型叶”，它的出现，使得植物有了更大的体型，也有了更多进化的可能。上亿年前，真蕨植物和种子植物源于同一祖先。真蕨植物以孢子体和配子体均具有光合自养能力为主要特征，99%的真蕨植物为同型孢子真蕨。铁线蕨是其中具有代表性的同型孢子真蕨之一，常被当作模式生物进行研究。
在此次研究中，科研人员组装了铁线蕨基因组，获得首个铁线蕨高质量染色体级别参考基因组，拼接基因组达到4.83 Gb，覆盖了97.58%的基因组，染色体数目为30。
通过对真叶植物各进化节点的祖先基因推断，该团队首次发现真叶植物的最近共同祖先中，BRI1-BRL基因家族在真叶植物中发生过两次复制，从而形成了真叶植物共有的BRL2亚家族，以及种子植物中特异扩张的BRI1/BRL1-3亚家族。
研究人员通过代谢组学和转录组学数据分析发现，真叶植物BRI1-BRL基因家族在维管束分布丰富的叶柄和叶片中表达显著，该基因亚家族的扩张很可能与真叶维管系统的起源有关，是推动真叶植物维管系统复杂化、进而产生真叶的分子动力。
此外，研究人员还在铁线蕨中发现了两类茉莉素活性分子，并阐明了这两类活性分子及次生代谢物在体内的变化规律，解释了蕨类植物高抗虫性的原因。
编辑 张树婧
校对 赵琳
