上海交大张大兵教授团队揭示植物新基因起源新机制

近日，国际知名植物学刊物Cell子刊《分子植物》(Molecular Plant)正式发表了上海交通大学生命科学技术学院张大兵教授团队的最新研究成果“Young Genes out of the Male: An Insight from Evolutionary Age Analysis of the Pollen Transcriptome”。该研究提出植物中新基因起源于雄性生殖细胞，为植物新基因诞生这一重要事件提供了新的理论和证据。

长期以来，人们认为新基因主要是通过已有基因的随机复制、变异而产生，随着基因组分析技术的成熟，比较基因组学得到长足发展，在基因组中发现了越来越多的“孤儿基因”（只存在于特定物种或某个进化分之中，而在其它物种或分支中找不到同源的基因）存在，新基因起源的问题再次受到学者们的关注。

由于大部分植物没有性染色体，且植物中广泛存在全基因组复制事件，因此植物中的新基因是如何起源的，一直是植物学家关注的问题。张大兵团队利用转录组年龄分析方法，对植物转录组大数据进行深入挖掘，发现植物雄性生殖细胞的转录组在进化意义上比其它组织的转录组更为年轻，这反映出植物雄性配子体可能存在普遍转录状态，这种状态是促进新基因出现的有利条件。

该研究揭示了高等动物和被子植物可能存在的进化模型：雄性器官产生的数量众多的雄配子具有较高的遗传变异水平，通过有性生殖过程中雄配子的竞争来筛选提高适应性的遗传变异形状（包括新基因），从而为提高物种环境适应性及对病原体的防御力提供原动力。该项研究将有助于解释有性生殖的进化意义。