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深圳研究团队 揭秘苔藓身世

2019-06-11 13:22:54来源:

苔藓,起源于距今约4亿年前的泥盆纪,现存1.3万余种。它作为空气污染的指示植物,有非常好的吸收空气污染物的作用,还可以净化空气提高空气质量。但由于苔藓植物体型微小,在过去研究中常常被忽视。

本栏图片均为仙湖植物园的苔藓植物。

记者昨天了解到,由深圳市中国科学院仙湖植物园研究团队牵头,联合美国康涅狄格大学、杜克大学等多家国际知名科研机构开展的藓类植物系统关系重建工作目前取得重要进展,首次使用基因捕获技术,重建藓类植物“生命之树”,同时解决了以往一些疑难类群的分类学地位,并在藓类植物中成立了一个新目——孔雀藓目。这一研究成果登上了《自然-通讯》杂志。

重建藓类植物“生命之树”

该科研项目历时5年,研究论文题目为《使用基因捕获技术重建藓类植物的系统发育关系》,深圳市仙湖植物园刘阳研究员为该论文第一作者,美国康涅狄格大学Bernard Goffinet教授为通讯作者,该研究得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

“生命之树”的概念由达尔文在1895年提出,他认为地球上存在的所有生物之间都存在一定的关联,把这些关系绘制出来将形成一个巨大的、具有主干和分支的树。

刘阳博士介绍,苔藓是最原始的陆地植物,代表着植物从水生到陆生过渡的类型,在进化上相当于动物界的两栖类。研究苔藓对帮助我们改良粮食作物,保证粮食安全有重要的意义。

首次使用基因捕获技术

由于藓类形态特征简单且缺少化石记录,使得对这一类群系统关系的研究一直存在困难。

刘阳介绍,他们首次在苔藓植物中使用了基因捕获技术,克服了捕获实验一次只能测序单一物种的限制,目前可一次同时测序96个样本。

在此项工作中,研究人员选取了142种藓类,代表了124属64科,覆盖了藓类目前所接受的30个目的29个目,使用基因捕获技术获得了每个物种122个细胞器(40线粒体、82叶绿体)基因和150个核基因数据。研究结果为藓类植物建立了可靠的目级系统框架,解决了以往一些疑难类群的系统关系,并在藓类植物中成立了一个新目——孔雀藓目。

刘阳表示,该研究绘制了到目前为止最完整、可靠的藓类系统关系,为藓类植物的生物多样性研究、遗传学和基因组学等多学科的发展打下了坚实的基础。该研究首次使用基因捕获技术,对其它植物类群的生命之树重建也具有重要的借鉴意义。

苔藓净化空气效果更佳

除了改良粮食作物,苔藓对净化城市空气、减缓温室效应有很大的作用。在仙湖植物园,仙湖植物园副主任张寿洲拿起一片树叶做比较,“同样面积的苔藓,能够产生更多的氧气,吸收更多的二氧化碳,吸附更多的灰尘”。

目前,苔藓在景观、园艺领域应用广泛,国内外均在探索苔藓用于城市立体绿化,以及用于环境监测和室内空气净化。仙湖植物园博士左勤告诉记者,目前仙湖植物园也针对深圳的气候,筛选了近百种苔藓种类在深圳种植,目前正在驯化阶段,希望最终能够培育出适合深圳气候的苔藓类群,作为景观植物美化深圳,净化空气。

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