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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組進(jìn)化研究獲進(jìn)展

2025-04-10 植物研究所

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語(yǔ)音播報(bào)

假根羽藻（Bryopsis corticulans）是在北溫帶海洋潮間帶廣泛分布的大型綠藻。假根羽藻生存需適應(yīng)不斷變化的潮汐、溫度和紫外線輻射等環(huán)境因素。漲潮時(shí)，假根羽藻的光合蛋白可在藍(lán)綠光和綠光為主的弱光環(huán)境中捕獲光能以滿足自身生長(zhǎng)需要，并在落潮時(shí)進(jìn)行光保護(hù)，以抵御高光強(qiáng)脅迫。近20年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院植物研究所科研人員已對(duì)假根羽藻的色素組成、光合膜蛋白結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，但關(guān)于假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組和遺傳基礎(chǔ)仍缺乏全面認(rèn)識(shí)。近日，植物所科研人員解析了假根羽藻基因組圖譜，探討了假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組基礎(chǔ)。

藻類植物的生存環(huán)境復(fù)雜，測(cè)序樣品易受到其他外源微生物的污染，基因組的測(cè)序和組裝存在難點(diǎn)，為此，研究人員開(kāi)發(fā)了高效評(píng)估測(cè)序原始數(shù)據(jù)并有效去污染的新流程，獲得了高質(zhì)量的假根羽藻基因組圖譜。比較基因組和轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，假根羽藻的捕光天線Lhcb1/2/3、MAPK非生物逆境響應(yīng)、BPL-1/Bryohealin凝集素和mTERF等基因家族發(fā)生擴(kuò)張，同時(shí)水平基因轉(zhuǎn)移事件進(jìn)一步擴(kuò)增了假根羽藻的適應(yīng)性基因。研究顯示，羽藻目綠藻普遍缺失LHCSR、PsbS和VDE基因，無(wú)法進(jìn)行能量依賴型非光化學(xué)淬滅和葉黃素循環(huán)。假根羽藻基因組具有管藻黃素、管藻素和ABA生物合成相關(guān)基因，可能是其具有特殊光保護(hù)和光吸收的重要原因。

上述研究為假根羽藻高質(zhì)量基因組以及藻類基因組高效去污染和組裝提供了新策略，拓展了學(xué)界對(duì)假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物學(xué)家》（New Phytologist）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域穩(wěn)定支持青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的支持。

論文鏈接

假根羽藻潮間帶環(huán)境適應(yīng)性的基因組基礎(chǔ)

假根羽藻（Bryopsis corticulans）是在北溫帶海洋潮間帶廣泛分布的大型綠藻。假根羽藻生存需適應(yīng)不斷變化的潮汐、溫度和紫外線輻射等環(huán)境因素。漲潮時(shí)，假根羽藻的光合蛋白可在藍(lán)綠光和綠光為主的弱光環(huán)境中捕獲光能以滿足自身生長(zhǎng)需要，并在落潮時(shí)進(jìn)行光保護(hù)，以抵御高光強(qiáng)脅迫。近20年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院植物研究所科研人員已對(duì)假根羽藻的色素組成、光合膜蛋白結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，但關(guān)于假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組和遺傳基礎(chǔ)仍缺乏全面認(rèn)識(shí)。近日，植物所科研人員解析了假根羽藻基因組圖譜，探討了假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組基礎(chǔ)。藻類植物的生存環(huán)境復(fù)雜，測(cè)序樣品易受到其他外源微生物的污染，基因組的測(cè)序和組裝存在難點(diǎn)，為此，研究人員開(kāi)發(fā)了高效評(píng)估測(cè)序原始數(shù)據(jù)并有效去污染的新流程，獲得了高質(zhì)量的假根羽藻基因組圖譜。比較基因組和轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，假根羽藻的捕光天線Lhcb1/2/3、MAPK非生物逆境響應(yīng)、BPL-1/Bryohealin凝集素和mTERF等基因家族發(fā)生擴(kuò)張，同時(shí)水平基因轉(zhuǎn)移事件進(jìn)一步擴(kuò)增了假根羽藻的適應(yīng)性基因。研究顯示，羽藻目綠藻普遍缺失LHCSR、PsbS和VDE基因，無(wú)法進(jìn)行能量依賴型非光化學(xué)淬滅和葉黃素循環(huán)。假根羽藻基因組具有管藻黃素、管藻素和ABA生物合成相關(guān)基因，可能是其具有特殊光保護(hù)和光吸收的重要原因。上述研究為假根羽藻高質(zhì)量基因組以及藻類基因組高效去污染和組裝提供了新策略，拓展了學(xué)界對(duì)假根羽藻適應(yīng)潮間帶環(huán)境的基因組基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物學(xué)家》（New Phytologist）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域穩(wěn)定支持青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的支持。論文鏈接假根羽藻潮間帶環(huán)境適應(yīng)性的基因組基礎(chǔ)

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