最新研究揭示苔藓的基因宝藏竟比参天大树更丰富
科技日报记者 罗云鹏
雨后的石阶上、老树根的缝隙里，那层软软的苔藓总给人“柔弱”的印象——没有结实的表皮，没有锋利的尖刺，甚至连真正的根都没有。
为什么这些“小不点”能在潮湿阴暗、微生物扎堆的地方生长，却很少生病腐烂？它真的是植物界里原始又简单的小角色吗？
近日，由深圳市仙湖植物园、武汉华大生命科学研究院和基因组多维解析技术全国重点实验室领衔，一个汇集了全球33家机构47位科学家的国际科研团队，在《自然·遗传学》杂志以封面文章的形式发表研究成果，发现小小苔藓植物的基因组在基因家族的多样性上，比参天大树和各类花草等维管植物更为丰富。这意味着，那些看似不起眼的“绿毯”，其实是隐藏的“基因宝库”，蕴藏着地球上最古老的生存智慧。
苔藓的基因“工具箱”：种类多，创新性强
科研团队对覆盖47个苔藓植物目级代表的123个物种（包括苔类、藓类和角苔类）进行了高质量的基因组测序，并建立了全球首个苔藓“超级泛基因组”平台，相当于为苔藓家族搭建了一个前所未有的“基因图书馆”，填补了陆生植物谱系中的巨大空白。
而且，苔藓植物中“特有”及“谱系特异”基因家族的数量是维管植物的两倍以上。这些基因家族不仅结构独特，功能也与苔藓能在严酷环境中生存息息相关，例如耐旱、抗紫外线及抗病菌等。
苔藓的“独门基因”是怎么来的？
苔藓之所以能拥有如此丰富的基因家族多样性，主要靠两种“神操作”：自己“从头造”与从微生物那里“抄”。
其中，自己“从头造”就像把“毛坯房”改造成功能齐全的“基因公寓”一样，苔藓能把基因组里那些原本不是基因的非编码区，通过长年累月的演化，逐步改造成全新的、有功能的基因。这一现象此前主要在水稻、竹子等开花植物中被报道过。本研究首次将苔藓植物纳入新基因起源的研究范畴。
而从微生物那里“抄”中，苔藓还是生物界的“基因搬家”高手，它们能直接从细菌、真菌、病毒等微生物那里“借用”有用的基因，这在科学上被称为“水平基因转移（HGT）”。
研究显示，苔藓植物每个基因组平均包含约229个来源于细菌、真菌、病毒等的“外源基因”，显著高于维管植物的平均163个。与维管植物中多数HGT基因主要继承自远古的陆地植物祖先不同，苔藓的HGT事件贯穿于其演化历程的各个阶段。
研究结果揭示了苔藓植物中一个源自真菌的抗虫蛋白基因家族的演化历史。这种抗虫蛋白（FBT）具有显著的杀虫活性，且分子量小、水溶性高，显示出良好的应用潜力。
为验证其效果，科研团队对该蛋白进行了原核表达和纯化，并进行了昆虫毒性试验。结果证实，该蛋白对棉铃虫具有高效的毒杀作用，能显著抑制草地贪夜蛾的生长。这一发现揭示了FBT蛋白基因家族在农业抗虫领域的巨大应用潜力。
与维管植物相比，苔藓植物的免疫系统具有独特的结构与功能，其抗病基因的多样性与创新性为深入探讨植物—病原体互作机制提供了新的切入点。这些新发现的抗病基因有望成为培育高抗病性农作物品种的重要基因资源，从而提升农业生产的稳定性与可持续性。
据了解，这项研究不仅改变了对苔藓这种古老植物的认知，也证明了植物的演化之路并非只有“变得高大复杂”一种。苔藓通过独特的“基因创新”和“基因借用”策略，同样能成为地球上分布最广、适应能力最强的植物类群之一。该研究也为农业抗逆基因筛选、环境恢复和生态监测等应用提供了关键的基因资源。
（科研团队供图）
上一篇
下一篇猜你喜欢
-
巨虫时代的各种生物，与当时最新鲜的空气环境有关
什么是巨虫时代？指的就是那些连蚂蚁都比人大的时期，或者是跟房子一样大的蟑螂朝着你跑过来。这似乎存在于科幻电影中的角色，但是在两亿八千年前的石炭纪却真真实实的存在。下面，咱们就来了解一下这个时代的发展。一、巨虫时代的主要原因1、巨虫时代的解释在两亿年前，石炭纪时期，陆地面积不断的扩展，生物也生生不息的..
2025-10-18 
世界排行 世界羽联最新排名公布，福建选手名次出炉→
近日世界羽联公布了最新一期各单项世界排名其中福建选手谭宁位列女双第一福建选手黄东萍位列混双第二福建选手韩悦位列女单第四福建选手翁泓阳位列男单第十男单项目中，国羽 “一哥” 石宇奇在巴黎世锦赛夺冠后缺席了4站巡回赛，但并不影响他的榜首位置 ，他以109117分领先第二名丹麦选手安东森10804分，继续排名第一。李诗..
2025-10-18
探索百科 木星能吞下（1316个地球（其他行星相加也抵不过(木星研究
木星的由来科学家之所以会将这个星体命名为木星，是因为木星围绕恒星运转一周需要12年的时间，五行属木才被称为木星，我们将12年当成是一个轮回，所以木星也被称之为岁星。之前很多科学家在观测宇宙的天体时，就对木星表现出来浓厚的兴趣。在他们持续观测的过程中发现，每年总有一天的晚上，我们可以一直看到木星的存在。木..
2025-10-17
探索百科 PLOS ONE杂志：研究发现尼安德特人的狩猎策略不受气候变化影响
PLOS ONE杂志：研究发现尼安德特人的狩猎策略不受气候变化影响（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：法国Come-Grenal的被猎杀动物的遗骸显示，它们一直来自于开放的类似苔原的栖息地。由法国国家科学研究中心/图卢兹大学Jean Jaurès分校的Emilie Berlioz及其同事进行的一项研究，并发表在PLOS ONE杂志上，发现法国Come-Grenal的..
2025-10-17
排行榜 瓷砖品牌哪个好？2025最新陶瓷十大品牌排行榜值得推荐
在装修家居时，选择一款优质的瓷砖不仅能提升整体美感，还能确保长久耐用。作为消费者，您可能面对众多品牌不知从何下手。别担心！我们根据品牌影响力、技术创新、设计美学和服务质量等多个维度，权威评选出陶瓷十大品牌，为您提供一份实用参考。这份陶瓷十大品牌排行榜汇聚了行业顶尖力量，无论是新房装修还是旧居翻新，都..
2025-10-16
排行榜 瓷砖品牌哪个好？最新权威瓷砖十大品牌排行榜名单，值得推荐
家里装修选瓷砖，最怕踩坑！市场上瓷砖品牌五花八门，质量参差不齐，不少朋友都在纠结 “瓷砖品牌哪个好”。别担心，今天就为大家带来最新瓷砖十大品牌排行榜权威发布，这份榜单里的瓷砖十大品牌，在品质、设计、售后等方面都经过了层层筛选，绝对值得购买陶瓷的潜在消费者参考！一、强辉精工瓷砖 —— 精工品质，耐用首选..
2025-10-16
机械之最 深刻揭示新时代发展规律——习近平经济思想引领新时代经济工作述评之二
习近平总书记指出，发展必须是遵循经济规律的科学发展。历经风云变幻，新时代的中国经济何以生机盎然、前景光明？顺应历史潮流，中国共产党人善于发现规律、揭示规律、运用规律，驾驭中国经济航船拨云见日、破浪前行。规律，是认识世界和改造世界的金钥匙，是山重水复中启道而行的指南针。洞察全局，明辨大势。以习近平同志..
2025-10-16
世界排行 泰晤士世界大学最新排名发布，清华大学亚洲榜首全球第12名，13所中国大陆高校进入全球前200名
【来源：九派新闻】10月9日，据橙柿互动，今天，2026年泰晤士高等教育世界大学排名正式揭晓，中国大陆高校再创纪录。其中，清华大学为亚洲榜首，再次蝉联全球第12名。北京大学则连续第二年位居第13名。复旦大学是第36名。中国大陆高校跻身全球前40强数量从去年的3所增至5所。新晋院校包括浙江大学（从世界并列第47名跃升至..
2025-10-16
微信分享
扫描二维码分享到微信或朋友圈