新喀里多尼亞蕨類植物創下「基因組」大小新紀錄

在南太平洋的法屬海外領地新喀里多尼亞,一種稀有的叉蕨——Tmesipteris oblanceolata(橢圓葉叉蕨)成為了基因組大小的世界紀錄保持者。這種植物擁有1604.5億個鹼基對的基因組,挑戰了當前的理解,並為探索基因組巨大化的演化動態開闢了新途徑。

Tmesipteris屬是一個相對較少研究的小屬,由15個物種組成,主要分布在大洋洲和一些太平洋島嶼。直到現在,科學家只估算了其中兩個物種的基因組大小——Tmesipteris tannensis和Tmesipteris obliqua,分別擁有731.9億和1472.9億個鹼基對的巨大基因組。

2023年,來自英國皇家植物園的Jaume Pellicer博士及其同事前往新喀里多尼亞,收集了Tmesipteris的樣本並分析其基因組大小。分析顯示,Tmesipteris oblanceolata,也被稱為「Tmesipteris truncata」,擁有1604.5億個鹼基對的基因組,打破了此前由日本的開花植物Paris japonica(1488.9億個鹼基對)保持的紀錄。作為對比,人類的基因組約包含31億個鹼基對,分布在23條染色體上。

Pellicer博士表示:「Tmesipteris是一個獨特而迷人的小屬蕨類植物,其祖先約在3.5億年前演化出來,遠早於恐龍在地球上出現。它們主要附生在樹幹和樹枝上,並且分布範圍有限,只在大洋洲和一些太平洋島嶼上。」

以1604億打破日本開花植物1488億個鹼基對紀錄

真核生物基因組大小的多樣性:(A)植物、動物和真菌主要譜系的基因組大小當前分佈情況;(B)真核生物中已知基因組大小最大的前十個記錄。圖片來源:Pol Fernández
真核生物基因組大小的多樣性:(A)植物、動物和真菌主要譜系的基因組大小當前分佈情況;(B)真核生物中已知基因組大小最大的前十個記錄。圖片來源:Pol Fernández

「我們曾經認為打破Paris japonica的基因組大小紀錄是不可能的任務,但生物學的極限再次超越了我們最樂觀的預測。」Pellicer博士補充道。

這一發現不僅是一項科學探索的壯舉,也是近14年來深入研究植物基因組複雜性和多樣性的結果。皇家植物園的Ilia Leitch博士表示:「誰能想到這種不起眼的小植物竟然擁有世界上最大的基因組?與其他生物相比,植物在DNA層面上的多樣性令人驚嘆,這提醒我們要重視植物在全球生物多樣性中的內在價值。」

這項發現引發了許多關於生物學極限的新問題,研究團隊希望有一天能解開這些謎團。他們的研究論文已發表在《iScience》雜誌上。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

首圖來源:Pol Fernández cc By4.0

影片來源:Pol Fernández cc By4.0

參考論文:
1.A 160 Gbp fork fern genome shatters size record for eukaryotesiSCIENCE

延伸閱讀:

1.人類和黑猩猩的蛋白質編碼基因組只有1%的差異,而這1%正是讓我們發展出高階智能的關鍵