D丝子基因组测序揭示了植物寄生的进化

大多数植物用它们的叶子吸收阳光和二氧化碳，通过根从土壤中吸收水分和矿物质，并且完全是自养的。然而，寄生植物是一类特殊的植物，从其他植物中提取水分和养分。植物寄生的起源和演变以及寄生植物的特定生理和生态学是非常有趣的话题，还有待研究。

D丝子(Cuscuta spp。，Convolvulaceae)是全球分布的全寄生虫(即，它们不进行或很少进行光合作用)，它们是根和无叶的。近年来，d丝子已成为研究寄生植物的重要模型(图)。为了深入了解菟丝子的发展，并为研究生理和寄生的生态环境提供了重要的资源植物，吴建强博士从中国科学院昆明动物研究所，中国院士，结合PacBio测序和Illumina的转录组测序技术实验室获得D丝子Cuscuta australis的高质量基因组。

WU的实验室进一步对C. australis基因组进行了比较基因组和分子进化分析。研究人员在这种寄生虫中发现了一种有趣的基因组进化模式。

利用全基因组系统发育分析和同线信息，他们发现C丝子的祖先在7.5亿年前从C丝子和I菜的共同祖先中分离出来，共同的祖先经历了基因组三倍体事件。C丝子基因组随后迅速进化，许多基因在进化过程中丢失。

科学家们开发了一种严格而精确的生物信息管道来筛选C. australis基因组中丢失的基因。他们发现自交系植物中约有11.7%的保守基因不存在于C. australis基因组中，许多缺失的基因对光合作用，根和叶的功能，对环境胁迫的抗性和调节具有重要作用。转录。

有趣的是，几个对开花时间控制至关重要的基因也缺失，例如FLC，FRI，SVP，AGL17和CO。基因缺失与d丝子中的主要身体计划变化相关。科学家们还研究了与吸器(一种寄生虫特异性器官)的进化相关的可能基因。他们发现，大气中约1/3的高表达基因也在自养植物的根中强烈表达。

来自转录组学数据，阳性选择和具有扩展成员的基因家族的证据表明，许多基因可能参与吸器形成，包括果胶酯酶，丝氨酸羧肽酶和转运蛋白，以及功能未知的新基因。