蘚類植物，作為陸地植物早期演化中的重要分支，在陸地植物的演化譜系中占有重要位置，但是學界對該類群本身演化歷史的研究有限。此前，科學家研究對植物基因組發現，古多倍化事件廣泛存在于種子植物和蕨類植物類群中，且此類事件多伴隨植物類群的迅速擴張和對古氣候劇烈變化的適應。然而，在過去四億多年的演化歷史中，蘚類植物經歷過多少次此類大規模的基因加倍事件，每次加倍事件后基因的保留和丟失呈現何種特征，是植物基因組演化研究領域亟待厘清的問題。
針對該問題，中國科學院新疆生態與地理研究所荒漠與綠洲生態國家重點實驗室研究員張道遠團隊聯合香港浸會大學教授張建華、美國密蘇里大學教授Melvin Oliver，通過拼裝和整合近30種苔蘚植物的轉錄組和基因組數據，使用649個單拷貝同源基因家族構建高質量的苔蘚演化圖譜。
研究人員對5035個多基因的基因家族的進化樹進行大規模演化組學（Phylogenomic）分析，發現和定位模式苔蘚植物中四次古老的大規模基因加倍事件，依次發生在：所有已知蘚類植物的共同祖先；蘚綱（Bryopsida）、金發蘚（Polytrichopsida）和四齒蘚（Tetraphidopsida）的共同祖先；蘚綱分化早期：定位于真蘚亞綱（Bryidae）、曲尾蘚亞綱（Dicranidae）、美姿蘚亞綱（Timmiidae）和葫蘆蘚亞綱（Funariidae）共同祖先中；葫蘆蘚科與大帽蘚科分化之后，定位于葫蘆蘚（Funaria）和小立碗蘚（Physcomitrella）祖先中。通過基因功能和統計分析發現，這些大規模加倍事件后產生的大量抗逆相關的新基因成員得到保留，該發現從演化歷史的視角，為苔蘚植物對各類極端環境的適應性提供新認知。
相關研究成果以Ancestral gene duplications in mosses characterized by integrated phylogenomic analyses為題，發表在Journal of Systematics and Evolution上。
蘚類植物基因組古多倍化演化歷史的整合演化組學分析
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