جلبک ژنوم فراهم می کند بینش به اولین گیاهان زمینی

ایتاکا, n. y. - کرنل محققان توالی و تجزیه و تحلیل ژنوم از یک تک سلولی جلبک است که متعلق به نزدیک ترین اصل و نسب به زمینی گیاهان فراهم می کند و بسیاری از سرنخ که چگونه گیاهان آبزی اول استعمار زمین.

این گزارش "این Penium margaritaceum ژنوم: نشانه های ریشه از زمین و گیاهان" منتشر شد آوریل 21 در مجله Cell.

Penium margaritaceum متعلق به یک گروه از جلبک های آب شیرین به نام charophytes و به طور خاص به یک زیرگروه به نام Zygnematophyceae که تا به حال یک جد مشترک با اولین گیاهان زمینی برخی از 600 میلیون سال پیش. به منظور تغییر از آب به زمین انتقال که هنوز پازل دانشمندان - گیاهان تا به حال برای محافظت از خود را از خشک شدن و از اشعه ماوراء بنفش (UV) تابش و آنها تا به حال به توسعه ساختارهای برای حمایت از خود را بدون شناوری ارائه شده توسط آب است.

محققان دریافتند ردپای این سازگاری در Penium ژنوم ارائه بینش و مکانیزم های ژنتیک که در اوایل زمینی گیاهان مورد نیاز است.

"ما می دانستیم که تقریبا هیچ چیز در مورد ژنوم فوری اجداد زمین و گیاهان و گفت:" نویسنده ارشد Jocelyn رز, استاد گیاه شناسی دانشکده کشاورزی و علوم زیستی.

"ما در حال حاضر هیجان انگیز بینش به آخرین جد مشترک از جلبک ها و زمین و گیاهان" گل رز گفت: "و اجازه می دهد که گیاه شناسان برای پی بردن به ریشه ها از زمین گیاه مولکولی مسیر تکاملی سیستم ها و فرآیندهای بیولوژیکی و به محل آنها را در زمینه زمین های استعمار در راه است که قبلا امکان پذیر است."

هر چند برخی از جلبک ها از charophyte گروه شاخه و شبیه اوایل زمین و گیاهان و دادههای مولکولی نشان می دهد که جد مشترک بود و ساده تر رشته-مانند شکل.

"ما بسیار علاقه مند در چرا از آن است که بدن ساده طرح شده اند ممکن است تکاملی سودمند" رز گفت. "Penium زندگی در حاشیه از آب و زمین در زیستگاه است که افشای آن برای دوره خشک کردن و آبرسانی و این به احتمال زیاد یک عامل کلیدی است."

این Penium ژنوم حاوی مقدار زیادی تکراری و "آشغال" (non-coding) DNA که به ایجاد چالش برای محققان است. آنها به پایان رسید تا استخراج پاک مجموعه ای از DNA خالص هسته و یکپارچه سازی بسیاری از انواع توالی DNA تکنیک ها و برنامه های مجمع برای پوشش کل ژنوم. آنها همچنین انجام برش لبه transcriptome (RNA) توالی برای تکمیل توالی ژنوم و به درک که ژن بودند روشن و خاموش مختلف تنش.

"ما دریافتیم که ژنوم بزرگ است" گفت: Zhangjun فی استاد بیوانفورماتیک در بویس تامپسون موسسه و استاد کمکی در بیماری شناسی گیاهی و گیاه-میکروب شناسی بخش است. فی است یک شرکت پیشرو و نویسنده این مطالعه و به کار گرفته محاسباتی و توالی کار می کنند.

ژنوم این کوچک تک سلولی جلبک است و حتی بزرگتر از بدنام بزرگ ذرت ژنوم ژنوم انسان.

"یکی از بزرگ نتیجه این است که ما در بر داشت فلاونوئیدها و مواد شیمیایی است که می تواند محافظت از اشعه ماوراء بنفش نور تابش" فی گفت.

"قبلا تصور می شد که این ترکیبات تنها وجود در زمین و گیاهان" گل رز گفت. "ما شناسایی شده نه تنها فلاونوئیدها خود را, اما همچنین بخش هایی از مسیر خود را برای بیوسنتز."

محققان همچنین شناسایی ژن های درگیر در سیستم های نظارتی و هورمون سیگنالینگ که قبلا تنها یافت شده در زمین و گیاهان و همچنین مکانیسم های که در حفظ گیاهان از خشک شدن از جمله توليد موسيلاژ است.

آنها همچنین دریافتند تعداد زیادی از ژن ها که منجر به دیواره سلولی بيوسنتز و سازماندهی مجدد است که لازم است برای پشتیبانی ساختاری.

"دوباره آن را از یک تک سلولی, اما آن را زیاد خانواده ها از دیواره سلولی اصلاح پروتئین" رز گفت. "این نشان می دهد بسیار پیچیده کنترل از دیوار ساختار دینامیک و خواص بیومکانیکی است که ممکن است هر بیت به عنوان استادانه درست شده به عنوان در چند سلولی زمین."

محققان بر این باورند که Penium ژنوم باز خواهد شد تا تحقیقات در بسیاری از مناطق زیست شناسی گیاهی از جمله برنامه های کاربردی ممکن است برای مدرن محصولات. این تیم قصد دارد به بررسی ژنوم گونه های دیگر از charophytes.

###

دیوید Domozych استاد زیست شناسی در کالج اسکیدمور و متخصص در charophytes است یک شرکت پیشرو نویسنده.

مطالعه بودجه توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده وزارت کشاورزی اتحادیه اروپا پروژه PlantaSyst و کرنل اتکینسون مرکز برای پایداری.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.