中科院武漢植物園高磊博士等人在王艇研究員指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)蕨類葉綠體基因組的進化動態(tài)遠比以往設(shè)想的更為復(fù)雜。研究結(jié)果已于4月13日發(fā)表在國際學術(shù)刊物BMC  Plant  Biology。

　　武漢植物園在前期的研究中測定了我國首個蕨類植物葉綠體基因組全序列（BMC  Evolutionary  Biology，  2009，  9：130），并注意到位于蕨類葉綠體基因組大單拷貝區(qū)的rpoB和psbZ間區(qū)（BZ區(qū)），其基因順序可歸為兩類：一是以觀音座蓮和松葉蕨為代表的祖先型，即座蓮型；一是以桫欏和鐵線蕨為代表的衍生型，稱為鐵線蕨型。分析認為，從座蓮型到鐵線蕨型的轉(zhuǎn)變可能是借助兩條進化途徑、依靠兩次部分重疊的倒位得以實現(xiàn)，但是對該結(jié)構(gòu)性重組的具體進化過程尚不了解。

　　為解決此問題，武漢植物園高磊博士等人在王艇研究員指導(dǎo)下，以BZ區(qū)為對象，對涵蓋現(xiàn)存蕨類所有11個目的植物進行了測序和進化基因組學分析，發(fā)現(xiàn)除樹蕨類、水龍骨類和異孢蕨類組成的核心薄囊蕨以外，所有其他蕨類均表現(xiàn)為座蓮型；而絕大多數(shù)核心薄囊蕨類則擁有鐵線蕨型。出乎意料的是，樹蕨類華東瘤足蕨（Plagiogyria  japonica）的基因順序（瘤足蕨型）與前二者均不相同，有可能是在鐵線蕨型基礎(chǔ)上再發(fā)生一次小型回復(fù)倒位所致。在膜蕨類的南海瓶蕨（Vandenboschia  radicans）和木賊類的問荊（Equisetum  arvense）及節(jié)節(jié)草（Equisetum  ramosissimum）的trnY-trnE基因間區(qū)（YE-IGS）中觀察到有大量重復(fù)序列存在。南海瓶蕨的YE-IGS含17個高度相似、大小為27  bp的串聯(lián)重復(fù)；它們與相鄰的trnY-GUA基因的反密碼子區(qū)同源，并都能形成類似的莖環(huán)結(jié)構(gòu)。問荊和節(jié)節(jié)草的YE-IGS極度擴張至5kb，擁有上百個可形成莖環(huán)二級結(jié)構(gòu)的散布重復(fù)，其序列組成和結(jié)構(gòu)也同鄰近trnY的反密碼子區(qū)高度同源。