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遗传研究人员被肉食性膀胱病惊讶

据布法罗大学的Victor Albert教授领导的一组遗传学家称,食肉植物Utricularia gibba,俗称漂浮或驼背的膀胱,比几种着名的植物物种,如葡萄,咖啡或木瓜 - 尽管有一个小得多的基因组。

Utricula gibba膀胱的扫描电子显微镜照片,颜色增åŠ;  这种植物是一种贪婪的食肉动物,其微小的1毫米长的膀胱利用真空压力以极快的速度吸入微小的猎物。 图片来源:Enrique Ibarra-Laclette / Claudia Anahi Perez-Torres / Paulina Lozano-Sotomayor。

丝叶狸藻是属开花,自由浮动的植物狸藻(统称为狸藻)。

除了南极洲之外,每个大陆都有卡氏菌。它们可能是世界上最发达的植物,也是最成功的食肉植物属。

至少有230种公认的不同物种属于该属。他们中的大多数生长在土壤中,而其他人漂浮在小池塘和沟渠中。

所有物种都是肉食性的,并通过类似膀胱的陷阱捕获小生物。

为确定膀胱如何进化其当前的遗传结构,阿尔伯特教授及其同事将Utricularia gibba与四种相关物种进行了比较。他们发现了一种快速DNA改变的模式。

“它的令人难以置信的紧凑结构源于'猖獗'DNA缺失的历史,其中植物添加然后以非常快的速度消除遗传物质,”阿尔伯特教授说,他是该论文的高级作者,发表在“分子生物学”杂志上。和进化。

“故事是我们可以看到,在其整个历史中,Utricularia gibba习惯性地获得并消除了大量的DNA。”

“随着基因组缩小,我们可能会期待看到我称之为最小DNA的补体:一种基因相对较少的植物 - 只需要制造简单植物所需的植物。但那不是我们所看到的。“

与极简主义植物理论相反,阿尔伯特教授及其同事发现,Utricularia gibba比一些具有更大基因组的植物有更多的基因,包括葡萄,如已经提到的,和拟南芥,一种常用的花。

与葡萄基因组的比较清楚地显示了Utricularia gibba的遗传富裕:它的基因组含有大约8000万个碱基对的DNA,比葡萄的小六倍。

然而,膀胱是具有更多基因的物种:约28,500个,而葡萄约为26,300个。

该植物特别富含可以促进食肉动物的基因 - 特别是能够使植物产生类似于木瓜蛋白酶的酶的基因,这有助于分解肉类纤维。

它还富含与细胞壁生物合成相关的基因,这是水生物种必须保持水分的重要任务。

“当你在膀胱中看到一种猖獗的DNA缺失时,不那么重要或多余的基因很容易丢失,”阿尔伯特教授说。

“剩下的基因 - 以及它们的功能 - 是能够承受这种缺失压力的基因,所以拥有这些基因的选择性优势必须非常高。

“因此,我们发现了一些遗传改良剂,如肉溶性酶,可以使Utricularia gibba与其他物种区别开来。”

“随着时间的推移,它删除的大部分DNA都是不含基因的非编码垃圾DNA,”阿尔伯特教授总结道。

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