通過系統(tǒng)地分析了云杉、松樹以及杉杉等植物的基因組,Michael Barker發(fā)現(xiàn)很久以前它們的祖先發(fā)生過基因的躍變。具體來講,這類物種曾經(jīng)有過另外一套完整的基因組?;蚪M規(guī)模的復(fù)制使得這些物種發(fā)展成為最高,最堅硬的植物,并使得植物學(xué)家開始重寫裸子植物(包括松柏在內(nèi)的無花類種子食物)的歷史。
佛羅里達大學(xué)的植物學(xué)家Douglas Soltis認為這是一項十分令人興奮的工作。“很長時間以來基因組的復(fù)制對于開花植物與蕨類植物來說都十分重要,這項研究揭示了這一過程對于裸子植物也同樣重要”。
隨著越來越多的植物與動物的基因組的解析,研究者們普遍推測不同的物種的祖先都曾發(fā)生過基因組的復(fù)制現(xiàn)象。然而,當2013年來自瑞典的遺傳學(xué)家Stefan Jansson第一次解析了挪威云杉的基因組序列時,他們認為即使該物種的部分基因發(fā)生過復(fù)制,但基因組本身并沒有被復(fù)制的跡象。
然而來自亞利桑那大學(xué)的baker卻對此抱以懷疑的態(tài)度。既然其它植物都存在基因組復(fù)制的現(xiàn)象,裸子植物單單不存在有點說不過去。因此,他們開始地對24類裸子植物進行局部的基因測序。同時,他們開發(fā)出了復(fù)雜的計算機程序,通過比較不同物種中的基因相似度來判斷是否曾經(jīng)存在基因組復(fù)制的現(xiàn)象。
結(jié)果顯示,曾經(jīng)在裸子植物中發(fā)生過兩次基因組的復(fù)制,相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《science advances》雜志上。其中一次發(fā)生在云杉,松樹以及杉杉中,一些灌木,杜松,香柏等等也發(fā)生過基因組的復(fù)制。隨著越來越多的裸子植物基因組的解析,將會得到更多的有關(guān)基因組復(fù)制的線索。不管怎樣,他們的結(jié)果表明裸子植物與被子植物一樣,都出現(xiàn)過基因組復(fù)制的現(xiàn)象。
很多證據(jù)表明另外一份基因組的拷貝為新物種的進化提供了充足的“飼料”。二倍體化的基因能夠使得其中一份基因進行自由的變化而不損害物種本身的存活。其中一些突變使得松樹紅木等植物的高度與重量顯著提高。
接下來,Jansson希望研究者們能夠認真分析那些在復(fù)制現(xiàn)象發(fā)生后依然保留的基因,他認為這些基因必定對植物的存活以及進化具有非常重要的作用。