植物ゲノムデータの最大のセットの1つを分析する科学者は、地球上の最初の植物が、何億年も前に陸地の水と呼吸を管理するために使用されるメカニズムをどのように進化させたかを発見しました。
ジャーナルNewPhytologistに掲載されたブリストル大学とエセックス大学の研究は、植物の水輸送システムがどのように進化し、気候変動に対応して将来どのように適応するかを理解するために不可欠です。
過去5億年にわたって、陸上植物の進化は、ますます緑化する惑星の生命の多様性を支えてきました。植物は進化の過程で、葉や根などの適応を獲得し、水を制御して土地に植民地化することができます。
これらのツールのいくつかは初期の陸上植物で進化し、今日では複雑な森林生態系を形成する小さなコケと巨大な木の両方で見つけることができます。
研究者たちは、532の植物種の遺伝子を比較して、これらの適応の発生における新旧の遺伝子の役割を決定することから始めました。これらのうち、チームは、根や維管束組織など、陸上植物の進化における主要な革新に関連する218個の遺伝子に焦点を当てました。
彼らは、気孔（植物が呼吸に使用する毛穴）など、陸上植物にとって重要ないくつかの初期の特徴が、新しい遺伝子の起源に関連していることを発見しました。
対照的に、最近の革新（例えば、根、維管束システム）は、陸上植物の祖先に由来する古い遺伝子をリサイクルし、水輸送に関与する植物解剖学のさまざまな部分（気孔、維管束組織、根）がさまざまな進化方法に関連していることを示しています。遺伝子。
私たちの分析は、惑星の緑化の遺伝的基盤に新たな光を当て、植物の多様化における遺伝的進化のさまざまな方法を浮き彫りにします。歴史的に、進化の革新が新しい遺伝子の出現によって推進されているのか、古い遺伝子の転用によって推進されているのかは明らかではありません。私たちの結果は、植物が歴史のさまざまな時点でどのように進化したか、そしてさまざまな進化の方法、新しい遺伝子の起源、古い遺伝子のリサイクルが、地球を緑化するための鍵となる主要な革新にどのようにつながったかを示しています。
この研究は、植物の健康と生産性にとって重要な水の取り込みと輸送の根底にあるメカニズムの変化への洞察を提供します。これにより、科学者はラボで古い遺伝子、再利用された遺伝子、新しい遺伝子の機能を選択して研究し、水の消費量を減らし、干ばつに対する作物の耐性を向上させる遺伝子を選択できます。
私たちの仕事は、過去を理解するのに役立つだけでなく、将来にとっても重要です。水運システムがどのように進化してきたかを理解することで、植物の成長を制限する要因を理解し始めることができます。これは、作物の成長と干ばつに対する耐性を考慮するときに特に重要です。
研究はジャーナルに掲載されました：New Phytologist. “Water-related innovations in land plants evolved by different patterns of gene cooption and novelty”.
2022-02-22 13:59:59
著者: Vitalii Babkin