十八億遺傳密碼重建開花植物進(jìn)化樹

為什么一項(xiàng)關(guān)于花花草草的研究，會(huì)被評(píng)價(jià)為“令人難以置信的成就”？

英國(guó)皇家植物園領(lǐng)導(dǎo)的由279名科學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)， 近日在美國(guó)《自然》雜志上發(fā)表了一篇新論文，公布了科學(xué)界對(duì)開花植物種系進(jìn)化樹的最新認(rèn)識(shí)。

這項(xiàng)研究利用了來自9500多個(gè)物種的18億個(gè)遺傳密碼，覆蓋了近8000個(gè)已知的開花植物屬（約60%），為人類展開了一部植物進(jìn)化史， 并告訴人們，這些植物是如何在地球生態(tài)的主導(dǎo)地位上崛起的。

研究人員認(rèn)為，這些寶貴數(shù)據(jù)有助于未來識(shí)別新物種、完善植物分類、發(fā)現(xiàn)新藥用化合物以及在氣候變化和生物多樣性喪失的情況下保護(hù)植物。

“解鎖”歷史植物標(biāo)本

開花植物的種系進(jìn)化樹，就像人類家譜一樣，能使人們了解不同物種之間的關(guān)系。通過比較不同物種之間的DNA序列來發(fā)現(xiàn)進(jìn)化樹，以識(shí)別隨著時(shí)間推移而積累的變化（突變），就像考證“分子化石”記錄。

隨著DNA測(cè)序技術(shù)進(jìn)步，人們對(duì)進(jìn)化樹的了解也在迅速提高。在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了新的基因組技術(shù)，可從每個(gè)樣本中獲得數(shù)百個(gè)基因和數(shù)十萬個(gè)遺傳密碼字母，比早期方法多了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

新方法的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是， 即使DNA嚴(yán)重受損，也能對(duì)各種新舊植物材料進(jìn)行測(cè)序。世界各國(guó)的植物標(biāo)本館都是巨大的干燥植物材料寶庫(kù)，其中包括近4億份植物科學(xué)標(biāo)本，蘊(yùn)藏著海量進(jìn)化信息。

譬如，團(tuán)隊(duì)可對(duì)近200年前在尼泊爾采集的沙草樣本進(jìn)行測(cè)序，盡管其DNA質(zhì)量較差，但仍能將其放置在種系進(jìn)化樹中。……