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The Origin of Land Plants Is Rooted in Two Bursts of Genomic Novelty.
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1016/j.cub.2019.11.090 Alexander M C Bowles 1 , Ulrike Bechtold 1 , Jordi Paps 2
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1016/j.cub.2019.11.090 Alexander M C Bowles 1 , Ulrike Bechtold 1 , Jordi Paps 2
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Over the last 470 Ma, plant evolution has seen major evolutionary transitions, such as the move from water to land and the origins of vascular tissues, seeds, and flowers [1]. These have resulted in the evolution of terrestrial flora that has shaped modern ecosystems and the diversification of the Plant Kingdom, Viridiplantae, into over 374,000 described species [2]. Each of these transitions was accompanied by the gain and loss of genes in plant genomes. For example, whole-genome duplications are known to be fundamental to the origins of both seed and flowering plants [3, 4]. With the ever-increasing quality and quantity of whole-genome data, evolutionary insight into origins of distinct plant groups using comparative genomic techniques is now feasible. Here, using an evolutionary genomics pipeline to compare 208 complete genomes, we analyze the gene content of the ancestral genomes of the last common ancestor of land plants and all other major groups of plant. This approach reveals an unprecedented level of fundamental genomic novelties in two nodes related to the origin of land plants: the first in the origin of streptophytes during the Ediacaran and another in the ancestor of land plants in the Ordovician. Our findings highlight the biological processes that evolved with the origin of land plants and emphasize the importance of conserved gene novelties in plant diversification. Comparisons to other eukaryotic studies suggest a separation of the genomic origins of multicellularity and terrestrialization in plants.
中文翻译：
陆地植物的起源扎根于两次基因组新颖性研究中。
在过去的470 Ma中，植物的进化经历了主要的进化转变，例如从水到土地的迁移以及维管组织，种子和花朵的起源[1]。这些导致了塑造现代生态系统的陆生植物群落的进化，并使植物王国的植物科（Viridiplantae）多样化，形成了超过374,000个描述的物种[2]。这些转变中的每一个都伴随着植物基因组中基因的得失。例如，全基因组重复是种子和开花植物起源的基础[3，4]。随着全基因组数据质量和数量的不断增加，使用比较基因组技术对不同植物群起源的进化见解现在变得可行。在这里，使用进化基因组学流水线比较208个完整基因组，我们分析了陆地植物和所有其他主要植物群的最后共同祖先的祖先基因组的基因含量。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。我们的发现突出了随着陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。我们的发现突出了随着陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。
更新日期：2020-01-16
中文翻译：
陆地植物的起源扎根于两次基因组新颖性研究中。
在过去的470 Ma中，植物的进化经历了主要的进化转变，例如从水到土地的迁移以及维管组织，种子和花朵的起源[1]。这些导致了塑造现代生态系统的陆生植物群落的进化，并使植物王国的植物科（Viridiplantae）多样化，形成了超过374,000个描述的物种[2]。这些转变中的每一个都伴随着植物基因组中基因的得失。例如，全基因组重复是种子和开花植物起源的基础[3，4]。随着全基因组数据质量和数量的不断增加，使用比较基因组技术对不同植物群起源的进化见解现在变得可行。在这里，使用进化基因组学流水线比较208个完整基因组，我们分析了陆地植物和所有其他主要植物群的最后共同祖先的祖先基因组的基因含量。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。这种方法揭示了与陆地植物起源有关的两个节点中前所未有的基础基因组新奇水平：第一个在Ediacaran时期是链霉菌的起源，另一个在奥陶纪时期是陆地植物的祖先。我们的发现突出了随陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。我们的发现突出了随着陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。我们的发现突出了随着陆地植物起源而进化的生物学过程，并强调了保守基因新颖性在植物多样化中的重要性。与其他真核生物研究的比较表明，植物中多细胞性和陆地结构的基因组起源是分开的。
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