哈佛大学 喜玛拉雅菝葜产于东南亚，其斑驳的红白花朵大约有餐盘大小
学分:戴维斯实验室/查尔斯·戴维斯 1月22日，在《当代生物学》杂志上，一组由哈佛大学领导的研究人员展示了迄今为止最完整的由一个主要的莱佛士科谱系——喜玛拉雅树——组成的基因组
这种植物在东南亚被发现，它斑驳的红白相间的花朵大约有餐盘那么大
(它更有名的表亲，莱佛士亚·阿诺第，开出直径近三英尺的花朵，是世界上最大的
) 基因分析揭示了古代和现代宿主惊人程度的基因丢失和惊人数量的基因盗窃
这些发现为成为体内寄生虫(一种完全依赖宿主获得所有营养的生物)所需的基因数量和种类带来了独特的视角，并为开花植物的基因组在多大程度上可以改变并保持功能提供了新的见解
这项分析揭示了一种花的进化和基因组历史很大程度上是未知的，因为它们缺乏传统的身体，大部分时间都在宿主体内度过，并且缺乏进行光合作用的机制(光合作用使大多数植物存活)
让这个小组震惊的是萨普里亚在抛弃他们的身体并适应成为体内寄生虫时所经历的惊人的基因丢失程度
在大多数开花植物中发现的所有基因中，有近一半在Sapria基因组中缺失
基因丢失的程度是其他植物寄生虫的四倍多
许多丢失的基因包括被认为是光合作用的关键基因，光合作用将光转化为能量
“从许多方面来说，这些植物今天的存在都是一个奇迹，更不用说它们似乎已经持续了数千万年，”领导该项目的查尔斯·戴维斯说，他是艺术与科学学院的生物组织和进化生物学教授，也是哈佛大学植物标本馆的维管植物馆长
“它们真的抛弃了许多我们认为是典型植物的东西，但它们深深地嵌入了生命之树
" 与此同时，这些数据显示了一种潜在的进化趋同现象，即成为一种寄生虫，因为萨普里亚和研究人员比较的寄生植物尽管分别进化，但却失去了许多相同类型的基因
“我们的结论是，植物寄生虫的进化有一个共同的基因组或基因路线图，”蔡黎明说
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加州大学河滨分校的研究员，在哈佛大学艺术与科学研究生院期间，他作为戴维斯实验室的研究生帮助领导了这项研究
科学家们还通过一种称为水平(或横向)基因转移的过程，而不是传统的亲子传播，识别了几十个进入Sapria基因组的基因
基本上，这意味着萨普里亚从他们的宿主那里窃取了这种基因，而不是把它传递给他们
然后，研究人员重新构建了他们检测到的横向基因转移，将数百万年前的宿主的隐藏历史放在一起
他们估计已经对大约40%的基因组进行了测序，认为这是核心，其余部分可能是重复区域
研究合作包括来自全国和世界各地的科学家，包括戴维斯实验室的前学生以及泰国和马来西亚的合作者
除蔡外，哈佛大学的研究人员还包括FAS信息学小组的生物信息学主任蒂莫西·萨克顿；布莱恩·阿诺德，该组织的前生物科学家；丹妮尔·霍斯特，该小组的现任生物科学家；克莱尔·哈特曼，鲍尔核心设施的主任
萨克顿说:“(这个项目)实际上是一个例证，说明了这些新的测序技术如何真正打开了解决以前无法解决的问题的可能性，特别是在植物中，这些植物有非常广泛的各种各样的奇怪基因组。”
该项目始于2004年
它包括在泰国和马来西亚的大量实地工作，以及运输工厂的细致后勤工作
在实验室里，研究人员解剖植物并提取它们的遗传物质
这涉及到它自己的一系列敏感协议，比如确保寄生虫的基因不会与宿主的基因交叉污染
研究人员说，把基因组放在一起就像组装一个有数百万块的拼图
说到寄生虫，莱佛士科是噩梦中的东西
它们没有自己的根、茎或叶
相反，它们一生中的大部分时间都是隐形的，只是作为宿主木质藤蔓中的一条小细胞项链而存在，直到毫无征兆地——就像电影《异形》中的生物一样——它们绽放出世界上最大的花朵
它们腐肉或水果的刺鼻气味吸引了腐肉苍蝇，它们帮助这些植物授粉，让它们产生种子并传播给另一个毫无防备的宿主，重新开始整个周期
莱佛士科代表了被称为内寄生的最极端的寄生形式
对于那些研究这些植物的人来说，这是使它们如此引人注目的许多事情之一
“这些无疑是所有开花植物中最有魅力和最奇怪的，”戴维斯说
“他们只是太离奇了
"
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