近日，一個國際科學(xué)研究小組分析了一種原始微藻類的DNA，進(jìn)一步研究,，他們發(fā)現(xiàn)，地球上所有的植物只有單一的祖先,。
自從1960年開始,，科學(xué)家們就一直在爭論著，在10億和15億年前世界上第一個植物種是怎么出現(xiàn)的,，更為人普遍接受的是植物王國僅有一個單一的祖先,，是當(dāng)質(zhì)體和氰基細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌）共生的時候形成的，這項最新的研究增加了這種假設(shè)的砝碼,。質(zhì)體是包含葉綠體的一系列細(xì)胞器,，葉綠體可以使植物和一些藻類變綠,，因為這些植物和藻類含有葉綠素,，可以將光能量轉(zhuǎn)化為自身細(xì)胞的能量，也就是眾所周知的光合作用,。
質(zhì)體最早是在綠色植物,、灰藻（glaucophytes）、紅藻中發(fā)現(xiàn)的,，也就是最早的原生質(zhì)體,，他們最初只是藍(lán)細(xì)菌，后來變得慢慢摻和進(jìn)細(xì)胞,，灰藻是在淡水中發(fā)現(xiàn)的呈藍(lán)綠色的藻類,，目前知道的只有13個種，目前很少被研究,，有一些科學(xué)家認(rèn)為這些藻類是最早最原始的藻類,。
美國新澤西州Rutger大學(xué)的生物信息學(xué)家Dana Price教授領(lǐng)導(dǎo)的這項研究,，研究小組分析了最原始的藻類glaucophyte Cyanophora paradoxa的質(zhì)體DNA，并且和其它藻類的質(zhì)體DNA進(jìn)行比較,，Cyanophora paradoxa的DNA分析結(jié)果給了我們關(guān)于最早期藍(lán)細(xì)菌進(jìn)化的一些線索,，盡管它含有淀粉生物合成和發(fā)酵所需要的一些基因，但是我們也發(fā)現(xiàn)了很多基因類似于古細(xì)菌的一些基因,，比如說衣原體樣的一些細(xì)菌,。
來源于衣原體樣的細(xì)菌的基因可以將光合作用的產(chǎn)物從質(zhì)體輸送至其它細(xì)胞，也可以將光合產(chǎn)物進(jìn)行聚合成多糖類用以儲存,。遺傳學(xué)分析建議,，藍(lán)細(xì)菌的摻入只發(fā)生了一次，而且需要和宿主細(xì)胞進(jìn)行合作,，藍(lán)細(xì)菌（現(xiàn)在可以稱為質(zhì)體）可以通過日光來制造食物,，而其它細(xì)菌則將光合作用產(chǎn)物為宿主所利用。來自實驗室的研究者Bhattacharya博士表示,，三種混合組合一起形成了新的細(xì)胞器,，但是在細(xì)胞壁形成之前，這些基因得到了多重路徑資源的補(bǔ)充,，大約在6000年前,，一種變形蟲-Paulinella也被摻和進(jìn)來和藍(lán)細(xì)菌一起進(jìn)行光合作用，研究者們現(xiàn)在正在分析這種變形蟲以便更好地理解這個過程,。目前研究者的研究成果發(fā)表在近日的雜志Science上,。（生物谷：T.Shen編譯）
doi:10.1126/science.1213561
PMC:
PMID:
Cyanophora paradoxa Genome Elucidates Origin of Photosynthesis in Algae and Plants
Dana C. Price1, Cheong Xin Chan1,*, Hwan Su Yoon2,3, Eun Chan Yang2, Huan Qiu2, Andreas P. M. Weber4, Rainer Schwacke5, Jeferson Gross1, Nicolas A. Blouin6, Chris Lane6, Adrián Reyes-Prieto7, Dion G. Durnford8, Jonathan A. D. Neilson8, B. Franz Lang9, Gertraud Burger9, Jürgen M. Steiner10, Wolfgang Löffelhardt11, Jonathan E. Meuser12, Matthew C. Posewitz13, Steven Ball14, Maria Cecilia Arias14, Bernard Henrissat15, Pedro M. Coutinho15, Stefan A. Rensing16,17,18, Aikaterini Symeonidi16,17, Harshavardhan Doddapaneni19, Beverley R. Green20, Veeran D. Rajah1, Jeffrey Boore21,22, Debashish Bhattacharya1,†
The primary endosymbiotic origin of the plastid in eukaryotes more than 1 billion years ago led to the evolution of algae and plants. We analyzed draft genome and transcriptome data from the basally diverging alga Cyanophora paradoxa and provide evidence for a single origin of the primary plastid in the eukaryote supergroup Plantae. C. paradoxa retains ancestral features of starch biosynthesis, fermentation, and plastid protein translocation common to plants and algae but lacks typical eukaryotic light-harvesting complex proteins. Traces of an ancient link to parasites such as Chlamydiae were found in the genomes of C. paradoxa and other Plantae. Apparently, Chlamydia-like bacteria donated genes that allow export of photosynthate from the plastid and its polymerization into storage polysaccharide in the cytosol.
