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中国科学院机构知识库网格系统: 植物登陆过程中光合作用相关基因

时间:2020-05-23 19:58 点击:
刊名 生物学杂志 出版日期 2015 卷号 ISSN号 2095-1736 关键词 其他题名 Adaptive evolution of photosynthesis-related genes during plants colonizing terrestrial habitat 产权排序 深圳大学生物科学学院; 中国科学院烟台海岸带研究所; 机构不详 中文

刊名生物学杂志

中国科学院机构知识库网格系统: 植物登陆过程中光合作用相关基因

出版日期2015

卷号

ISSN号2095-1736

关键词

其他题名Adaptive evolution of photosynthesis-related genes during plants colonizing terrestrial habitat

产权排序深圳大学生物科学学院; 中国科学院烟台海岸带研究所; 机构不详

中文摘要现代陆生植物的祖先大约在5亿到4. 7亿年前登陆,这是植物进化过程中的重要事件。照不仅是植物的主要能量来源,还是主要的环境信息来源之一。一般认为,合作用效率越高,植物的适应能力越强。植物登陆过程前后,环境从光照、光强到二氧化碳/氧气浓度比等都发生了变化,比如适应陆地生活的海草重新返回水生环境,猜测在这个过程中植物光合作用的相关的关键功能基因可能发生了进化。为了证明该假说,以链形植物门绿藻和低等陆地植物为主要研究对象,通过从GenBank 收集相关基因序列以及从几株相近绿藻中提取测定DNA 序列,利用PAML“分枝- 位点”模型对光合作用光反应和暗反应中的psbA、rbcL、rca 3个基因进行了适应性进化分析。结果显示植物登陆过程前后,在这3个光合作用相关基因中均未检测到统计上显著的正选择位点,反而在绿色植物早期分化(绿藻门和链形植物门)过程中却发现有明显的正选择痕迹。这些惊人的结果提示植物登陆前后从水体到陆地的环境变化对光合作用的影响可能并不大,其它诸如角质膜、气孔器等相关的基因可能发挥了更大的作用。

英文摘要The ancestors of modern land plants colonized the terrestrial habitat about 500 to 470 million years ago,this is an important event in the history of life on earth. Illumination is not only the primary energy for plants,but also the main environmental information sources. It is widely accepted that the higher efficiency of photosynthesis,the stronger ability of plants to adapt the environment. When plants began to colonize the terrestrial habitat,their environment significantly changed,such as illumination,light intensity and the concentration ratio of carbon dioxide and oxygen just like seagrasses went back to the sea. Therefore,we hypothesize that there are evidences for adaptive evolution of photosynthesis-related genes in plants. To test this hypothesis,detection of adaptive evolution was performed on psbA,rbcL,rca genes using PAML's " site-branch" model. As a result,no significant evidence of positive selection of these three genes was detected in the plant colonization,whereas there was remarkable divergence between Chlorophyta and Streptophyta. This amazing result implies that environmental changes during plants colonizing the terrestrial habitat may have few influences on photosynthesis- related genes. Genes related to other functions like cuticle and stomatal apparatus played important roles in this course.

收录类别CSCD

语种中文

CSCD记录号CSCD:5372473

源URL[]  

专题烟台海岸带研究所_海岸带生物学与生物资源利用所重点实验室


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