Research press release

【植物科学】陸上でのコケの繁殖を助けた微生物の遺伝子

Nature Communications

Plant sciences: Microbes helped moss take over the land

原始的な植物群であるコケの一種、ヒメツリガネゴケ(Physcomitrella patens)には、微生物から獲得した遺伝子があり、この遺伝子が、ヒメツリガネゴケの陸上生活への適応を促進した可能性があることを報告する論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。

遺伝子の水平伝播とは、他の生物種からの遺伝子の直接獲得のことで、微生物に多く見られる一方、陸上植物にはまれにしか起こらないと考えられている。今回、J Huangたちは、塩基配列解読の行われたコケ種のヒメツリガネゴケのバイオインフォマティクス解析を行い、近縁度の高い藻類などの種ではなく、細菌、菌類又はウイルスの遺伝子に最も近縁なコケの遺伝子ファミリー57種を同定した。これらの遺伝子は、植物の代謝や成長に働くことが知られており、大いに注目されているのが光酸化ストレスに対する防御機能だ。Huangたちは、初期の植物が海中から出現したばかりのときに陸上での強い紫外線に悩まされたが、その後、微生物から有用な遺伝子を獲得することで繁栄したという仮説を立てている。

今回の研究では、陸上植物における遺伝子水平伝播が稀なことではなかったことが示唆されているが、この研究論文で報告された水平伝播が生じた過程、そして、胞子ではなく種子を産生する維管束植物が水平伝播を起こしにくかったのかどうかは解明されていない。

The genes that a moss species contains, which are acquired from microorganisms, might have facilitated the primitive plant’s adaptation to life on land, reports a study published in Nature Communications this week.

Horizontal gene transfer - the direct acquirement of genes from other species - is prevalent in microorganisms, but is thought to be rare in land plants. Through bioinformatic analyses on the sequenced moss species, Physcomitrella patens, Jinling Huang and colleagues identify 57 families of moss genes that are closest to genes in bacteria, fungi or viruses, instead of more related species such as algae. These genes are known to function in plant metabolism, development, and mostly notably in defence against photo-oxidative stress. The authors hypothesize that intense UV radiation on land challenged early plants as they first emerged from the sea, and the plants thrived by obtaining useful genes from microorganisms.

This work suggests that horizontal gene transfer may not be uncommon in land plants, however it remains unclear how the reported horizontal gene transfers might have taken place, and whether vascular plants that produce seeds instead of spores are resistant to such mechanisms.

doi: 10.1038/ncomms2148

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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