陸生植物覆蓋地球表面，通常高聳于人類之上。它們形成具有多個器官的復(fù)雜身體，這些器官由多種細(xì)胞類型組成。這種形態(tài)復(fù)雜性的發(fā)展是由錯綜復(fù)雜的基因網(wǎng)絡(luò)支撐的，基因的協(xié)調(diào)作用通過各種分子機(jī)制塑造植物身體。所有這些壯麗的形態(tài)都源自一次一次性的進(jìn)化事件：植物征服地球表面，即植物陸生化。在與陸生植物關(guān)系最密切的藻類中，發(fā)現(xiàn)了各種各樣的身體類型——從單細(xì)胞藻類到更復(fù)雜的細(xì)胞絲。由哥廷根大學(xué)和內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組現(xiàn)已從這一親屬中生成了此類復(fù)雜樣本的首批基因組數(shù)據(jù)，這些樣本是 Zygnema 屬的四種絲狀“星藻” 。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》雜志上。

研究人員總共研究了四種藻類菌株，其中兩種來自美國培養(yǎng)物保藏中心，另外兩種一直安全地保存在哥廷根大學(xué)藻類培養(yǎng)物保藏中心(SAG)。來自 9 個國家的 50 多位科學(xué)家參與了這項研究，他們結(jié)合了一系列尖端測序技術(shù)來闡明這些藻類的整個 DNA 序列。這些先進(jìn)的方法使他們能夠在整個染色體的水平上生成這些生物的完整基因組——這是以前從未在這一藻類群體上做到過的。將基因組中的基因與其他植物和藻類的基因進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了信號基因和環(huán)境反應(yīng)因子的特定過剩。萊布尼茨生物多樣性變化分析研究所的 Iker Irisarri 博士解釋說：“這些基因中的許多都支持對第一批多細(xì)胞陸生植物的出現(xiàn)至關(guān)重要的分子功能。令人著迷的是，這些遺傳構(gòu)件的起源比陸地植物早了數(shù)百萬年，并在植物和藻類的祖先中復(fù)制和多樣化，從而推動了更專業(yè)的分子機(jī)制的進(jìn)化。”

哥廷根大學(xué) Jan de Vries 教授表示：“我們不僅為整個植物科學(xué)界提供了寶貴的高質(zhì)量資源，使他們現(xiàn)在可以探索這些基因組數(shù)據(jù)，而且我們的分析還揭示了環(huán)境反應(yīng)之間的錯綜復(fù)雜的聯(lián)系。這揭示了陸生植物最重要的特征之一：它們能夠調(diào)整生長發(fā)育，使其與所處環(huán)境保持一致——這一過程被稱為 發(fā)育可塑性。”