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本文來源:首都師範大學
8 月 17 日,國際著名學術期刊Cell以《正在面臨西藏氣候變化的神秘藻苔的适應性進化》為題發表封面論文,揭示了有植物活化石之稱的藻苔在青藏高原的生存法則。
這是首都師範大學何奕騉教授帶領的研究團隊,在海拔 4000 米青藏高原雅魯藏布大峽谷連續觀察近 20 年後,結合實驗室深入分析的研究成果。論文的第一部門為首都師範大學,第一作者是何奕騉教授的博士胡若洋和首都師範大學教授李學東,何奕騉和德國弗萊堡大學拉爾夫 · 雷斯基(Ralf Reski)為通訊作者。
研究團隊以藻苔為研究材料,相對全面深入地分析了從藻苔基因組到種群動态特征,提供了一個新的研究範式(paradigm)。團隊發現強紫外線照射後藻苔植株和細胞結構的完整性幾乎沒有受到任何可以觀察到的影響。團隊完成了藻苔 de novo 全基因組序列測定,通過基因組研究發現,藻苔在基因水平上非常活躍,擁有最高數量的正選擇快速進化基因,因而能夠迅速适應快速變化的生存環境。研究發現,這種藻苔的廣泛基因組數代選擇進化,在修復斷裂 DNA 和紫外線損傷方面表現出色。
為了擴大藻苔種群在青藏高原的繁衍,團隊在實驗室采用組織培養技術快速繁殖藻苔,并移栽到青藏高原實驗基地,經過 5 年多的觀察,看到人工新種群正常生長的可喜的初步結果。
何奕騉教授團隊對藻苔的研究始于 2003 年,他與中科院植物研究所的賈渝研究員(著名的中國藓類植物專家)經過多次深入交流啟動了藻苔研究項目。經過近 20 年的連續觀察和深入分析,該研究團隊分工合作,從藻苔個體生長發育、種群動态特征的野外觀察,結合細胞、生理生化、基因功能、基因組、功能基因組、代謝組以及遺傳演化、古生物學和古氣候學分析,揭示了藻苔這一珍稀瀕危物種(國家二級保護植物)的遺傳适應性特征和當下可能受到氣溫上升帶來的生存壓力的嚴峻影響。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S00928674 ( 23 ) 00736-5