Genome Research|世界生长最快的植物——浮萍（Wolffia australiana）基因组被测序
由索尔克研究所（Salk Institute）的科学家领导的一项多研究人员工作，报告了有关该植物基因组的新发现，这些新发现说明了该植物如何如此快速地生长。 这项研究发表在2021年2月的《基因组研究》（Genome Research）上，将帮助科学家了解植物如何在生长与其他功能（例如扎根和防御害虫）之间做出取舍（trade-offs）。 这项研究对设计针对特定功能进行了优化的全新工厂具有重要意义，例如增加碳储量以帮助应对气候变化。
Genome and time-of-day transcriptome of Wolffia australiana link morphological minimization with gene loss and less growth control. Genome Research, 2020; DOI: 10.1101/gr.266429.120
该论文的第一作者，萨克植物分子与细胞生物学实验室的研究教授托德·迈克尔说：“得益于真正简单的生物，例如酵母，细菌和蠕虫，科学领域取得了很大进步。” “这里的想法是我们可以使用像浮萍这样的绝对最小的植物来了解使植物成为植物的基本原理。”
在南极洲以外的每个大陆都发现淡水生长着的浮萍，看起来像微小的漂浮绿色种子，每棵植物都只有一个针头大小。 它没有根，只有一个融合的茎叶结构，称为叶状。 当子代植物从母亲那里萌芽时，它的繁殖类似于酵母。 一些专家认为，随着短短一天的翻番时间，浮萍可能成为养活地球上不断增长的人口的重要蛋白质来源。 （它已经在东南亚的部分地区被吃掉了，被称为“开南”，意为“水鸡蛋”。）
为了了解Wolffia基因组中的哪些适应是其快速生长的原因，研究人员在光/暗周期下种植了这些植物，然后对其进行分析以确定哪些基因在一天的不同时间处于活跃状态。 （大多数植物的生长受光和暗周期的调节，大部分生长在早晨进行。） 迈克尔说：“令人惊讶的是，与其他植物相比，浮萍只有受光/暗周期调控的基因数量只有一半。” “我们认为这就是为什么它如此快速增长的原因。它没有限制何时增长的法规。” 研究人员还发现，不存在与植物行为的其他重要元素相关的基因，例如防御机制和根系生长。 迈克尔补充说：“这种植物已经去除了大部分不需要的基因。” “它似乎已经演变为只关注不受控制的快速增长。” HHMI研究人员，同时也是Salk基因组分析实验室主任，也是该论文的合著者的约瑟夫·埃克教授说：“有关浮萍基因组的数据可以提供重要的见解，以了解植物如何发展其身体计划与它们如何生长。
“这种植物有望成为一种新的实验室模型，用于研究植物行为的主要特征，包括基因如何促进不同的生物活性。” 迈克尔实验室的重点之一是学习如何从头开始开发新植物，以便可以针对某些行为对其进行优化。 当前的研究扩展了基本植物生物学的知识，并为改善作物和农业提供了潜力。
由Salk的“利用植物计划”倡导的方法，通过使植物更能够从其根部存储大气中的碳，科学家可以优化植物以帮助应对气候变化的威胁。
Michael计划继续研究浮萍，以通过使用这种简化的植物来了解控制命运的网络，从而进一步了解植物发育的基因组架构。
Journal Reference:
Todd P. Michael, Evan Ernst, Nolan Hartwick, Philomena Chu, Douglas Bryant, Sarah Gilbert, Stefan Ortleb, Erin L. Baggs, K. Sowjanya Sree, Klaus J. Appenroth, Joerg Fuchs, Florian Jupe, Justin P. Sandoval, Ksenia V. Krasileva, Ljudmylla Borisjuk, Todd C. Mockler, Joseph R. Ecker, Robert A. Martienssen, Eric Lam. Genome and time-of-day transcriptome of Wolffia australiana link morphological minimization with gene loss and less growth control. Genome Research, 2020; DOI: 10.1101/gr.266429.120
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