狭鳞薹草(Carex angustisquama)极端的生活方式使其成为一个独特的物种。
细胞、基因和分子

狭鳞薹草(Carex angustisquama)极端的生活方式使其成为一个独特的物种。

正是这种恶劣的生长环境使得这些苔草植物作为一个物种得以延续。

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尖鳞苔草 是一种莎草,一种生长在火山地带的草状植物。 它是一个独特的物种 , 但为什么? Koki Nagasawa 及其同事检查了该植物的基因,以了解基因流动如何与其近亲发生作用。 他们发现不是那样 沙棘 与它的姊妹物种天生隔绝。 相反,它称之为家的恶劣环境形成了基因流动的物理屏障。

你必须注意细节才能处理 分类。 有 2000 多种,其中许多可能是杂交种。 原因之一可能是他们 全中心染色体. 当细胞分裂时,纺锤体微管连接到染色体中的着丝粒,将其拉入子细胞。 在大多数细胞中,着丝粒位于着丝粒,即染色体的中央部分。 在全心染色体中,这些着丝粒遍布整个染色体。 由于这些分布的着丝粒,如果有什么东西破坏了染色体,全中心染色体仍然可以被带入子细胞. 这些全心染色体允许 容易形成杂交种。 也很好地适应了当地的栖息地。

尖鳞苔草。 照片: 渡边启太 / iNaturalist.

尖鳞苔草 生活在一个不寻常的栖息地。 它生活在硫磺田中。 这些得名于火山, Solfatara,以硫磺而闻名。 对于植物学家来说,硫磺气田的关键要素是喷气孔,即不断向环境中喷出硫化物气体的火山喷口。 硫化物使土壤酸化,酸化的土壤中Al浓度增加3+,对植物生命有毒。 沙棘 控制着最有毒的地区。

沙棘 与其他一些物种形成杂交种 . Nagasawa 和他的同事想知道基因组是如何 沙棘 和它的姊妹物种相互作用。 “之间的种间杂交 沙棘 及其密切相关的物种意味着种间基因流的存在,这可能有助于适应 沙棘 通过来自具有海侵表型的杂交种的新基因组的基因渗入到 solfatara 领域,”他们写道。 “因此,确定 C. angustisquama 和相关物种之间的基因流动是否发生以了解 solfatara 田中极端植物的进化历史至关重要。”

该团队首先收集了核微卫星基因型数据,以检查 沙棘 和三个杂交种。 “这些数据提供了对当代基因流动的见解 沙棘 和其他亲本物种,”科学家写道。 “然后我们进行了人口统计分析,以推断杂交物种之间历史基因流动的方向和程度。 最后,我们推断了多个之间的历史基因流动模式 生长在不同栖息地的物种,以研究决定生态不同物种之间基因流动模式的因素。”

“在我们旨在揭示三种杂交物种遗传组成的贝叶斯聚类分析中,大多数杂交个体被归类为 F1 基因型类别和其余少数个体被确定为第一代回交。 从基于 S 和 H 的混合三角图获得了类似的结果I, 揭示了早期杂交世代的优势和不对称杂交成 沙棘 在所有杂交物种中。 因此,所有杂交物种都未能形成非 F1 或非BC1 杂种衍生物,因此通过这些杂种的种间基因流动是有限的。”

这种基因流动的缺乏对于 沙棘. 通常,基因流为植物提供了更多的基因。 拥有更多基因通常会为植物提供更多应对环境的选择。 作者指出他们可以在多个地点找到杂交种,所以没有理由 沙棘 无法引入新基因。 然而,它生活在极端的环境中,并且适应了非常特殊的条件。 引入新基因可能会打破基因组的平衡。 Nagasawa 及其同事补充说,他们发现 沙棘 有一些在野生植物中发现的最少的遗传多样性。

这种适应不良理论得到了 Nagasawa 及其同事结果的支持。 他们发现没有问题 形成杂交种。 然而,杂交种都是早期的一代。 混合动力车似乎没有长期生存能力。 他们要么采用 沙棘的基因,或者他们的后代灭绝了。 出于这个原因,作者认为微生境隔离是隔离的主要原因 沙棘 来自其他物种。

这些发现与 别处的物种。 看起来 是一种坚定的莎草,能够优化以利用微生境可以提供的任何优势。

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作者

Alun Salt

Alun(他/他)是 Botany One 的制作人。他的工作是维护服务器的正常运行。

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