Hvordan tilpasser planter sig til vandmiljøer?

Teorien om, at livet begyndte i havet, er bredt accepteret. Offentligheden anerkender imidlertid ikke den virkelighed, at mange vandlevende organismer er efterkommere af terrestriske organismer. Hvaler og delfiner er havpattedyr, der udviklede sig fra landpattedyr, og alle højere vandplanter udviklede sig fra landplanter. Der er store forskelle mellem terrestriske, ferskvands- og havmiljøer. Hvilke genetiske ændringer fandt sted inden for udviklingen af ​​planter fra terrestriske til akvatiske og til sidst til marine stater?

Et team af forskere ledet af Wang Qingfeng fra Wuhan Botanical Garden of the Chinese Academy of Sciences (CAS) brugte sammen med forskere fra Tyskland og USA Alismatales til at udforske planters tilpasning til vandmiljøer. Forskerne tog prøver af 59 arter af Alismatales fra Kina og kompilerede et datasæt, der omfattede 95 prøver, der dækkede fire genomer og 91 transkriptomer.

Artsnetværkets inferens og hypotesetestning genfandt et forhold:((Tofieldiaceae, Araceae), kerne Alismatids). Fylogenetisk konflikt mellem de tre hovedklader kunne tilskrives ufuldstændig linjesortering og introgression. Analyserne foreslog også 18 kandidathel-genomduplikeringsbegivenheder i Alismatales, inklusive en ved den seneste fælles forfader til kerne Alismatales.

Ifølge forskerne var afstamning og livsformer nøglefaktorer, der påvirkede de evolutionære mønstre for generne relateret til ferskvands- og havtilpasning. Slægtsspecifikke strategier omfattede tab af lysrelaterede gener i Zosteraceae, som blev tilbageholdt i andre søgræsser.

Derudover var stomata-relaterede gener fraværende fra nedsænkede blade. Nikotianaminsyntasegener, som spillede en afgørende rolle under jern- og zinkmangel i planter, steg i nedsænkede planter og søgræsser.

Denne undersøgelse kaster lys over den potentielle genomiske mekanisme involveret i udviklingen af ​​tidlige enkimbladede og tilpasning til vandmiljøer.

Resultaterne er blevet offentliggjort i Molecular Biology and Evolution .