一个由近200名植物科学家组成的国际联盟公布了1100多种植物的基因序列，这是一项为期9年的研究项目的高潮。bob体育登录

的一千种植物转录组计划(1KP)是一项全球合作，旨在研究植物物种、基因和基因组的多样性，这些多样性可以追溯到开花植物和绿藻的祖先，横跨10亿多年的绿色植物历史。

“在生命之树中，一切都是相互关联的，”他说王家树他是阿尔伯塔大学的首席研究员和教授理学院而且医学与牙科学院．“如果我们想了解生命之树是如何运作的，我们需要研究物种之间的关系。这就是基因测序的用武之地。”

“这个合作项目的成果之一是对主要绿色植物群体之间的关系进行更有力的估计。帕特里克磨边机的合著者和助理教授园艺系密歇根BOB体育州立大学。“这个新的系统发育框架，结合基因家族分析，提供了一个机会来研究不同世系的绿色植物基因组在过去10亿年间是如何进化的。”

这项研究结果发表在今天的自然，揭示了全基因组复制的时间和基因家族的起源、扩张和收缩，有助于基本的遗传创新，使绿藻、苔藓、蕨类、针叶树、开花植物和所有其他绿色植物谱系的进化。植物如何以及何时获得长高、产生种子、开花和果实的能力的历史为了解地球上的植物多样性提供了一个框架，包括一年生作物和长寿的森林树种。

“我们推断的现存植物物种之间的关系告诉我们，在数十亿年的时间里，自从一个祖先绿藻物种分裂成两个独立的进化谱系以来，一个包括开花植物、陆地植物和相关的藻类群体，另一个包括各种各样的绿藻，植物进化一直伴随着创新和快速多样化的时期。詹姆斯Leebens-Mack他是美国科学院植物生物学教授乔治亚大学富兰克林文理学院以及本研究的共同通讯作者。“为了将我们对基因和基因组进化的了解，与对开花植物、苔藓和藻类生物基因功能的日益了解联系起来，我们需要产生新的数据，以更好地反映所有绿色植物谱系中的基因多样性。”

这项研究激发了社区在全球范围内收集和测序来自陆地和水生栖息地的不同植物谱系的努力。超过100名分类学专家提供了来自野外和生活收集的材料，包括海藻培养中心收藏，皇家植物园，邱园，爱丁堡皇家植物园，亚特兰大植物园，纽约植物园，深圳仙湖植物园的佛罗里达自然历史博物馆，杜克大学，不列颠哥伦比亚大学植物园而且阿尔伯塔大学．通过对广泛的植物物种样本进行基因测序和分析，研究人员能够更好地重建所有作物和模式植物物种祖先的基因含量，并获得更完整的基因和基因组复制图，从而实现了bob体育登录进化创新。

大约十年前，Wong通过Somekh家族基金会组织了私人资金、阿尔伯塔省政府的支持以及中国深圳华大基因的测序承诺，启动了1KP。一旦项目开始运作，额外的资源来自其他正在进行的项目，包括iPlant(现在)CyVerse)由美国国家科学基金会．

该项目的庞大范围要求开发和改进用于序列组装和系统发育分析的新计算工具。

Wong解释说:“华大基因的软件工程师开发了新的算法来组装为该项目生成的大量基因序列数据。”

计算机科学的创始人教授Tandy Warnow，的伊利诺伊大学香槟分校而且Siavash Mirarab，电子和计算机工程助理教授加州大学圣地亚哥分校，开发了新的算法，从1000多个物种的数百个基因序列推断进化关系，解决了基因组进化史上的实质性异质性。

绿色植物生命树上244个全基因组复制的时间是该项目相关的研究重点之一。bob体育登录

“也许我们的分析中最大的惊喜是在藻类中几乎没有全基因组复制，”他说迈克•巴克生态学和进化生物学副教授亚利桑那大学．“基于对植物基因组近20年的研究，我们发现，平均开花植物基因组有bob体育登录近4轮祖先基因组复制，可以追溯到3亿多年前所有种子植物的共同祖先。我们还在蕨类谱系中发现了多轮基因组复制，但在藻类谱系中几乎没有基因组倍增的证据。”

除了基因组复制外，关键基因家族的扩展也促进了绿色植物的多细胞性和复杂性的进化。

合著者说:“通过复制事件，基因家族的扩张催化了植物形态和功能的多样化。马塞尔·昆特,作物生理学教授，在哈雷大学，德国。“在地球化过程中甚至之前释放的这种扩张为进化创新奠定了基础，包括种子的起源和后来的花朵的起源。”

“1KP提供的进化关系观点导致了关于绿色植物关键结构和过程起源的新假设，”合著者说Pam Soltis他是佛罗里达自然历史博物馆的馆长，佛罗里达大学．

这张纸。”绿色植物的一千种转录组和系统基因组学，发表在自然(doi: 10.1038 / s41586 - 019 - 1693 - 2)。序列、序列比对和树数据可通过CyVerse数据共享．