中科院武漢植物園高磊博士等人在王艇研究員指導下，發(fā)現蕨類(lèi)葉綠體基因組的進(jìn)化動(dòng)態(tài)遠比以往設想的更為復雜。研究結果已于4月13日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)刊物BMC  Plant  Biology。

　　武漢植物園在前期的研究中測定了我國首個(gè)蕨類(lèi)植物葉綠體基因組全序列（BMC  Evolutionary  Biology，  2009，  9：130），并注意到位于蕨類(lèi)葉綠體基因組大單拷貝區的rpoB和psbZ間區（BZ區），其基因順序可歸為兩類(lèi)：一是以觀(guān)音座蓮和松葉蕨為代表的祖先型，即座蓮型；一是以桫欏和鐵線(xiàn)蕨為代表的衍生型，稱(chēng)為鐵線(xiàn)蕨型。分析認為，從座蓮型到鐵線(xiàn)蕨型的轉變可能是借助兩條進(jìn)化途徑、依靠?jì)纱尾糠种丿B的倒位得以實(shí)現，但是對該結構性重組的具體進(jìn)化過(guò)程尚不了解。

　　為解決此問(wèn)題，武漢植物園高磊博士等人在王艇研究員指導下，以BZ區為對象，對涵蓋現存蕨類(lèi)所有11個(gè)目的植物進(jìn)行了測序和進(jìn)化基因組學(xué)分析，發(fā)現除樹(shù)蕨類(lèi)、水龍骨類(lèi)和異孢蕨類(lèi)組成的核心薄囊蕨以外，所有其他蕨類(lèi)均表現為座蓮型；而絕大多數核心薄囊蕨類(lèi)則擁有鐵線(xiàn)蕨型。出乎意料的是，樹(shù)蕨類(lèi)華東瘤足蕨（Plagiogyria  japonica）的基因順序（瘤足蕨型）與前二者均不相同，有可能是在鐵線(xiàn)蕨型基礎上再發(fā)生一次小型回復倒位所致。在膜蕨類(lèi)的南海瓶蕨（Vandenboschia  radicans）和木賊類(lèi)的問(wèn)荊（Equisetum  arvense）及節節草（Equisetum  ramosissimum）的trnY-trnE基因間區（YE-IGS）中觀(guān)察到有大量重復序列存在。南海瓶蕨的YE-IGS含17個(gè)高度相似、大小為27  bp的串聯(lián)重復；它們與相鄰的trnY-GUA基因的反密碼子區同源，并都能形成類(lèi)似的莖環(huán)結構。問(wèn)荊和節節草的YE-IGS極度擴張至5kb，擁有上百個(gè)可形成莖環(huán)二級結構的散布重復，其序列組成和結構也同鄰近trnY的反密碼子區高度同源。