The flying spider-monkey tree fern genome provides insights into fern evolution and arborescence

第一作者：Xiong Huang

第一单位：林木遗传育种国家重点实验室

通讯作者：Quanzi Li

 Abstarct 

背景回顾：To date, little is known about the evolution of fern genomes, with only two small genomes published from the heterosporous Salviniales. 

到目前为止，蕨类植物中只有异型孢子槐叶萍目植物的两个物种报道了基因组，因此我们对于蕨类植物基因组的演化所知甚少。

主要研究：Here we assembled the genome of Alsophila spinulosa, known as the flying spider-monkey tree fern, onto 69 pseudochromosomes. 

本文中，作者组装了桫椤（Alsophila spinulosa；又名飞天蠄蟧）的基因组，并将且挂载到了69条拟染色体上。

结果1-WGD：The remarkable preservation of synteny, despite resulting from an ancient whole-genome duplication over 100 million years ago, is unprecedented in plants and probably speaks to the uniqueness of tree ferns. 

桫椤基因组中共检测出两次WGD事件，其中最近一次为桫椤科植物共享的一次WGD，大约发生在1亿年前，桫椤基因组中保留了大量的最后一次WGD所导致的共线性区端，这是目前在植物中未曾报道的，可能是木本蕨类植物的独特特性。

结果2-木质部：Our detailed investigations into stem anatomy and lignin biosynthesis shed new light on the evolution of stem formation in tree ferns. We identified a phenolic compound, alsophilin, that is abundant in xylem, and we provided the molecular basis for its biosynthesis. 

作者进一步研究了桫椤的茎解剖结构以及木质素生物合成，为木本蕨类植物的茎形成演化提供了新的视野。作者鉴定到了一个酚类化合物alsophilin富含于桫椤的木质部中，另外作者进一步解析了该化合物在桫椤中生物合成的分子基础。

结果3-群体：Finally, analysis of demographic history revealed two genetic bottlenecks, resulting in rapid demographic declines of A. spinulosa. 

最后，通过对桫椤的群体动态历史分析，鉴定到了两次遗传瓶颈，从而导致了桫椤的快速群体衰退。

结论：The A. spinulosa genome fills a crucial gap in the plant genomic landscape and helps elucidate many unique aspects of tree fern biology.

桫椤的基因组填补了植物基因组资源的一个空白，有助于解析木本蕨类植物生物学的独特特性。

** 李全梓 **

doi: https://doi.org/10.1038/s41477-022-01146-6

Journal: Nature Plants

Published date: May 09, 2022