这种微小的蕨类植物拥有世界上最大的已知基因组

研究人员发现了所有已知生物中最大的基因组。新的冠军，一种不起眼的小蕨类植物，叫做Tmesipteris oblanceolata（卵形鳞翅目），其DNA中有高达1600亿个碱基对，研究人员上周在该杂志上报道iScience的.

蕨类植物的基因组比之前的记录保持者要长得多，巴黎粳米，一种生长在日本的开花植物，其遗传密码中有1490亿个碱基对。

解开，来自单个T. oblanceolata（卵形锥虫）细胞会伸展比足球场还长，而人类DNA只能覆盖大约六英尺。

蕨类植物以具有大基因组而闻名，肯尼斯·伯恩鲍姆纽约大学的一位发育生物学家没有为这些发现做出贡献，他说科学阿什利·斯汀普森（Ashley Stimpson）。“这些是典型的染色体囤积者，”他告诉该出版物。

一个基因组是在细胞核内发现的整套 DNA。DNA呈扭曲梯子的形状，其梯级由核苷酸组成碱基对将梯子的一侧连接到另一侧。基因组的大小由整个基因组中的碱基对数量决定。

与直觉相反的是，碱基对的总数似乎与生物体的复杂性无关。人类有大约30亿个碱基对，T. oblanceolata（卵形锥虫）大约有 50 倍以上。蕨类植物的基因组是最小的真核生物基因组的 61,000 倍。

“一个巨大的谜团是所有这些变异的意义——基因组是如何生长和缩小的，以及这些现象的进化原因和后果是什么？”乔纳森·温德尔爱荷华州立大学的一位没有参与这项工作的植物学家告诉法新社（法新社）。

科学家们已经研究了大约20,000个物种的基因组。在动物中，肺鱼一群水生蝾螈拥有一些最大的基因组。在单细胞真菌寄生虫中发现的已知最小的真核生物基因组是 260 万个碱基对。但大多数最长的基因组都属于植物。

研究具有大基因组的生物可以帮助研究人员更好地了解基因组大小与进化和生态学的关系。在这项新研究中，研究人员专注于该属的成员Tmesipteris（特梅西普特里斯），其中包括大约 15 种——主要是生长在大洋洲和几个太平洋岛屿的蕨类植物。在这项研究之前，科学家们只记录了该属中另外两个物种的基因组大小，它们分别有730亿个和1470亿个碱基对。

研究人员收集了T. oblanceolata（卵形锥虫）来自岛国新喀里多尼亚。它只有几英寸高。“它不吸引眼球，”海梅·佩利瑟该研究的合著者、西班牙巴塞罗那植物研究所的植物学家告诉《纽约时报》'卡尔·齐默。“你可能会踩到它，甚至没有意识到它。”

当植物基因组继承染色体的额外拷贝或积累重复的DNA序列时，它们的大小可以增长科学新闻'杰克·比勒。研究人员不确定为什么一些植物基因组会变得如此之大。例如，每当这种蕨类植物的细胞分裂时，它就必须复制大约330英尺的遗传物质，这似乎效率低下。

“很难想象，”伯恩鲍姆说科学，这种重复的DNA赋予了“[蕨类植物]某种选择性优势”。为每个细胞制造DNA，然后包装它，然后保护它，这是一个难以置信的负担。

可能是拥有更多的碱基对并没有特别伤害或帮助蕨类植物的生存机会，所以它只是继续积累它们，朱莉·布洛马特新西兰植物和食品研究所（New Zealand Institute for Plant and Food Research）的基因组学家没有为这些发现做出贡献，他告诉自然新闻'马克斯·科兹洛夫。

虽然科学家甚至还没有接近测量所有物种的基因组，但该研究的作者认为不太可能发现更大的基因组。T. oblanceolata（卵形锥虫）他们写道，可能非常接近上限。

但布列塔尼萨瑟兰乔治梅森大学（George Mason University）的一位没有参与这项工作的植物学家告诉《纽约时报》恰恰相反。“我不知道我们是否已经达到了上限。