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近日来自中科院武汉植物园的研究人员新研究中解析了蕨类叶绿体基因组的进化动态，证实其远比以往设想的更为复杂。研究结果于近期发表在国际重要学术刊物BMC Plant Biology上。
近日来自中科院武汉植物园的研究人员新研究中解析了蕨类叶绿体基因组的进化动态，证实其远比以往设想的更为复杂。研究结果于近期发表在国际重要学术刊物BMC Plant Biology上。
领导这一研究的是中国科学院武汉植物园种群遗传学学科组首席研究员王艇博士，其早年毕业于中山大学生命科学学院，2005年入选中国科学院“****”、中国科学院武汉植物园研究员，这一文章由其领导武汉植物园高磊博士等人完成，中山大学作为合作单位参与了部分工作。
武汉植物园在前期的研究中测定了我国首个蕨类植物叶绿体基因组全序列（BMC Evolutionary Biology, 2009, 9:130），并注意到位于蕨类叶绿体基因组大单拷贝区的rpoB和psbZ间区（BZ区），其基因顺序可归为两类：一是以观音座莲和松叶蕨为代表的祖先型，即座莲型；一是以桫椤和铁线蕨为代表的衍生型，称为铁线蕨型。分析认为从座莲型到铁线蕨型的转变可能是借助两条进化途径、依靠两次部分重叠的倒位得以实现，但是对该结构性重组的具体进化过程尚不了解。
为解决此问题，武汉植物园高磊博士等人在王艇研究员指导下，以BZ区为对象，对涵盖现存蕨类所有11个目的植物进行了测序和进化基因组学分析，发现除树蕨类、水龙骨类和异孢蕨类组成的核心薄囊蕨以外，所有其他蕨类均表现为座莲型；而绝大多数核心薄囊蕨类则拥有铁线蕨型；出乎意料的是，树蕨类华东瘤足蕨（Plagiogyria japonica）的基因顺序（瘤足蕨型）与前二者均不相同，有可能是在铁线蕨型基础上再发生一次小型回复倒位所致。在膜蕨类的南海瓶蕨（Vandenboschia radicans）和木贼类的问荆（Equisetum arvense）及节节草（Equisetum ramosissimum）的trnY-trnE基因间区（YE-IGS）中观察到有大量重复序列存在。南海瓶蕨的YE-IGS含17个高度相似、大小为27 bp的串联重复；它们与相邻的trnY-GUA基因的反密码子区同源，并都能形成类似的茎环结构。问荆和节节草的YE-IGS极度扩张至5 kb，拥有上百个可形成茎环二级结构的散布重复，其序列组成和结构也同邻近trnY的反密码子区高度同源。此外，该研究还证实蕨类的trnD-GUC基因发生过一次倒位以及ycf66在蕨类中曾被多次丢失。这些结果对深入理解蕨类植物叶绿体基因组的进化具重要意义。
作者简介：
王艇
中国科学院武汉植物园种群遗传学学科组首席研究员、博士生导师
简要履历：
2005年 中国科学院“****”、中国科学院武汉植物园研究员
2002年—2004年 英国Glasgow大学生物医学和生命科学研究所(IBLS)植物科学组Research Scientist
2001年—2002年 中山大学生命科学学院生物化学系
1998年—2001年 瑞典Lund大学植物生物学系博士后
1994年—1998年 中山大学生命科学学院生物化学系
1985年—1994年 中山大学生命科学学院学士、推荐提前攻博、博士
研究领域：
植物种群遗传结构和系统发育地理
进化叶绿体基因组学
植物重要功能基因的分子进化与利用
社会任职：
中国植物学会植物分类与系统进化专业委员会委员；中国花卉协会蕨类植物分会第四届理事会理事；《生物多样性》编委；《武汉植物学研究》编委；《Frontiers of Biology in China》客座编辑(Guest Editor)
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