广义蕨类植物基因功能研究概述 植物学报    2024, 59 (3): 495-514.   DOI: 10.11983/CBB23090

图2 完成全基因组测序的植物物种数目和基因组大小

正文中引用本图/表的段落

解析植物全基因组序列是从遗传的全局角度理解基因的功能及数目演化、新基因的起源、通路相关基因的出现或丢失等关键生物演化事件, 而蕨类植物是研究基因演化过程的重要节点类群。与被子植物相比, 蕨类植物的基因组普遍较大(Wang et al., 2022), 且染色体数目多, 导致该类群物种染色体级别的全基因组测序和组装难度较高(图2)。截至2023年10月, 共有8种石松类和6种蕨类物种完成全基因组测序和组装(Marks et al., 2021; Sun et al., 2022) (https://www.plabipd.de/); 其中包括石松目(Lycopodiales) 1种, 卷柏目(Selaginellales) 4种, 水韭目(Isoetales) 3种, 桫椤目(Cyatheales) 1种, 槐叶蘋目(Salviniales) 2种, 水龙骨目(Polypodiales) 3种(表1)。这些物种基因组相对较小, 基本能够代表多数蕨类植物。东北石松(Lycopodium clavatum)、卷柏(Selaginella spp.)和水韭(Isoetes spp.)属于石松类, 细叶满江红(Azolla filiculoides)、勺叶槐叶蘋(Salvinia cucullata)和美洲水蕨(Ceratopteris richardii) 代表水生蕨类, 卷柏、水韭、细叶满江红和勺叶槐叶蘋为异型孢子。东北石松、美洲水蕨、铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)和桫椤(Alsophila spinulosa)为同型孢子, 桫椤是高大直立树状蕨类植物, 美洲水蕨孢子体叶片具两型。目前, 8个目级蕨类植物完成全基因组测序和组装的物种还是空白(图2)。以三代测序技术的通量和深度, 基因组大和染色体片段化程度高仍将是阻碍蕨类植物全基因组测序的主要因素。

本文的其它图/表

• 图1 广义蕨类植物不同生物学过程的相关基因功能研究
  
• 表1 已发表全基因组序列的广义蕨类植物
  
• 图3 广义蕨类植物基因功能研究概况
  Ac: 铁线蕨; At: 拟南芥; Cr: 美洲水蕨; Mv: 水生蕨苹; Nt: 烟草; Os: 水稻; Pv: 蜈蚣草; Sc: 酿酒酵母。百分数表示基因类型(转录因子、非转录因子和功能基因)占所有已统计基因的百分比。