• 题目:角苔基因组与早期陆地植物进化
  • 时间:北京时间2020年2月12日周三晚上9点
  • 地点:Zoom and Bilibili live stream
  • 主讲人: 张剑,中国科学院植物研究所助理研究员。2005年在北京林业大学获学士学位,2010年在中国科学院植物研究所获博士学位,师从陈之端研究员。2008-2009年在德国马普植物育种研究所进行联合培养。2011-2012年在美国北卡罗来纳州立大学从事博士后研究。目前的主要方向是植物比较基因组学与适应性进化机制研究,研究的主要植物类群包括早期陆地植物与特殊生境植物等。近年来以第一作者或共同第一作者在Nature Plants、Molecular Biology and Evolution、Annals of Botany、PLoS One等期刊发表多篇学术论文。

中文摘要

苔藓类包括苔、藓和角苔三大分支,是现存最早的陆生植物,在植物演化过程中代表从水生到陆生的过渡类型。多年来对于早期陆地植物的起源与植物登陆一直存在诸多争论和未解之谜。近年来,人们利用组学数据将早期陆地植物的系统位置争论聚焦到了角苔类上。角苔类以其难解的系统位置、衍生与原始兼具的形态性状、以及其与细菌、真菌广泛共生的特异现象而备受关注。
本研究利用三代测序的Nanopore数据和二代测序的Illumina数据,得到了119 Mb (contig N50 796.64 kb,scaffold N50 1.09Mb) 的芽胞角苔(Anthoceros angustus) 基因组组装结果,并通过系统发育基因组学分析进一步确定了苔藓类植物的单系性,并支持角苔类位于苔藓类分支的最基部。研究还发现,角苔类可谓“轻装上阵”,与其简单的形态结构相匹配,具有一套低冗余度的小基因组;同时又不失功能的完备,包含与植物发育相关的基本转录调控工具包。与之相对,与RNA编辑、UV耐受以及抗脱水等环境适应相关的基因家族却在角苔基因组中通过串联重复获得了扩张。此外,角苔基因组还受益于从土壤细菌和真菌转移而来的基因,丰富了它抗性响应和代谢相关的基因组分。从土壤细菌和真菌中“借”基因来更好地适应陆地环境可能是早期陆地植物的“通用”手段。
此前,角苔是苔藓类中唯一没有完整解析的高质量参考基因组的类群,本研究弥补了这一空缺,并深入揭示了角苔基因组独有的特征及这一类群对陆地环境的适应机制。

参考文献:

Jian Zhang#, Xin-Xing Fu#, Rui-Qi Li#, Xiang Zhao#,Yang Liu#, Ming-He Li#, Arthur Zwaenepoel#, Hong Ma, Bernard Goffinet, Yan-LongGuan, Jia-Yu Xue, Yi-Ying Liao, Qing-Feng Wang, Qing-Hua Wang, Jie-Yu Wang,Guo-Qiang Zhang, Zhi-Wen Wang, Yu Jia, Mei-Zhi Wang, Shan-Shan Dong, Jian-Fen Yang, Yuan-Nian Jiao, Ya-Long Guo, Hong-Zhi Kong, An-Ming Lu, Huan-Ming Yang,Shou-Zhou Zhang, Yves Van de Peer, Zhong-Jian Liu, Zhi-Duan Chen. The hornwort genome and early land plant evolution. Nature Plants. In press (#co-first author)

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