一种蕨类植物或拥有最大基因组,碱基对数量为人类基因组的50多倍

2024-06-04 11:02:46     来源:科技日报

披针叶梅溪蕨拥有产生孢子的球形结构。图片来源:《新科学家》杂志网站

西班牙巴塞罗那植物研究所科学家发现,仅生活在几个太平洋岛屿上的蕨类植物披针叶梅溪蕨,拥有已知最大的生物体基因组。其每个细胞的细胞核DNA拥有3210亿对碱基。如果这些碱基对排成一条线,长度约有105米。相比之下,人类细胞的细胞核仅拥有略多于60亿对碱基,排列起来长约2米,仅为该蕨类植物的50分之一。相关论文发表于最新一期《交叉科学》杂志。

披针叶梅溪蕨是一种罕见的植物,只生长在太平洋西南部的新喀里多尼亚和瓦努阿图的一些岛屿上。2023年,研究人员从新喀里多尼亚采集了样本。为计算该蕨类植物基因组的大小,他们从其茎中提取细胞核,用荧光染料对细胞核内的DNA进行染色,然后测量细胞核通过光探测器时的光强度,最终测算出了其基因组的大小。

研究人员解释道,拥有庞大的基因组是一个缺点。首先,细胞分裂和复制所需时间更长。其次,细胞必须更大才能容纳所有DNA,而当叶和茎中的气孔由更大的细胞组成时,则无法快速对环境变化做出反应。不能限制其基因组大小的植物往往更容易灭绝,披针叶梅溪蕨之所以能够存活,是因为它生长的小岛竞争不那么激烈。

不过,也有科学家指出,关于如何定义基因组大小还存在一些争论。许多生物学家将基因组大小定义为卵子、花粉或精子细胞中DNA的数量,这仅为正常细胞中DNA数量的一半。根据这个定义,披针叶梅溪蕨的基因组大小将只有1604.5亿对碱基。

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