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陆地上本无植物？当植物获得细菌的DNA，才能离开海洋向陆地发展

陆地上本无植物？当植物获得细菌的DNA，才能离开海洋向陆地发展

2025-02-20 17:07:31阅读量：17 字体：大中小

有一种理论认为叶绿体是地球上最成功的生物，十几亿年前，叶绿体是独立的生命体，它们通过光合作用独立获得能量。后来它们把自己的DNA写入植物的基因组，“寄生”在植物上，随着植物的脚步传遍了世界。如果这种说法是正确的，那么叶绿体将自己的DNA写入植物基因组只是第一步。因为十几亿年前，大多数植物只生长在海洋中，世界各地的植物都要依靠细菌等微生物的帮助。

传统上，科学家认为真核基因只能通过垂直基因转移来移动。在基因垂直转移的过程中，基因从父母传给后代，突变可能产生新的基因和性状。但是黄金玲和她的同事，包括来自河南大学的植物生物学家宋，从以前的研究中发现了植物中存在水平基因转移的证据。为了研究水平基因转移在植物进化中的作用，研究人员扫描了31种植物的基因组。它们包括来自所有四个植物区系的物种，包括苔藓、蕨类植物和树木，以及一组与现代陆地植物相关的绿藻。他们发现，现代植物中有近600个基因家族是从其他生物中转来的，而从细菌和真菌等微生物中转来的基因家族数量远远超过了此前认为的数量。

此外该团队还确定了轮藻早期进化和陆地植物起源过程中的两次主要水平基因转移事件，当时有100多个基因家族从微生物跳到了植物。研究人员说:“我们的发现表明，水平基因转移在陆地植物的进化中起着重要作用。与垂直基因转移的突变相比，水平基因转移使植物能够快速获得新的性状，其中一些性状可以帮助植物适应完全不同的环境，比如从海洋环境到陆地环境。”

许多已知的基因在植物中具有重要的生物学功能，例如胚胎发育后期来自细菌的丰富基因有助于植物适应干燥环境，从真菌中获得的氨转运基因帮助植物从土壤中吸收氮以供生长。