近日，科學家獲得了綠色植物界最古老單細胞輪藻的首個基因組，在表觀組合轉錄組研究中取得重大突破，多細胞輪藻具備根莖葉的分化，被學術界認為是陸生植物的祖先，研究成果線上發表於《Advanced Science》。

科學家一直在追尋生命進化的腳步，從單細胞生物到多細胞生物，迄今為止已報道基因組的陸生植物及輪藻都屬於多細胞植物，而由於單細胞輪藻基因組、表觀組等資訊的缺失，科研人員一直無法了解從單細胞到多細胞的進化及陸生植物的終極起源機制，極大限制了對陸生植物進化的研究，通過比較物種進化對核心基因和表觀調控因子的鑑定。

地球上最早的生命可以追溯到35億年前，但是一直到10億年前，這些生物仍舊處於單細胞狀態，它們的身體只有一個細胞，如果放在今天，肉眼是不可見的，從單細胞生物到多細胞生物，是生物進化史上的一次大事件，演化成多細胞生物之後，才有了分化根莖葉等不同的功能性組織的可能性，也就有了進化為高等生物的基礎。

因此，“單細胞生物到多細胞生物的演化，被稱為生命進化史上的重要里程碑，目前學術界一般認為多細胞輪藻具備根莖葉的分化，是陸生植物的祖先。”

該研究成果是由中國農業科學院生物技術研究所研究員谷曉峰課題組、張芃芃課題組與國內外科學家合作完成。張芃芃表示，M．viride是目前已知的最古老單細胞輪藻，獲得其基因組、轉錄組和表觀組資訊，是揭示整個植物起源和進化的關鍵節點，對解釋地球生命進化史以及植物約10億年前的早期分化具有重要意義。研究人員組裝獲得了高品質的基因組，大小為442 Mb，富含重複序列，並發現可能的基因組複製事件。

通過比較基因組分析，進一步揭示了單細胞輪藻已經擁有大量和陸生植物性狀相關的遺傳資訊，闡述了光合途徑進化、逆境響應等多種機制。

谷曉峰表示，該研究揭示了植物單細胞到多細胞進化和陸生植物起源的機制，彌補了生命進化研究過程中一直缺失的重要節點，對認識整個生命系統起源具有重要的理論和實踐意義。該研究還將為高等植物如糧食作物抗逆、提高光合效率等，從而得到更加優良的種子，為育種提供了新思路。

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