维管植物由种子植物（典型的异型孢子）、蕨类植物（同型孢子为主）和石松类（兼具同型孢子和异型孢子）组成。石松类中异型孢子的水韭科和卷柏科基因组已有报道，而同型孢子的石松科基因组尚未有报道。目前的研究表明，异型孢子植物的基因组显著小于同型孢子植物的基因组，但导致这种差异的原因并不清楚。 

　　中国科学院植物研究所张宪春研究组对同型孢子植物石松科石松（Lycopodium clavatum L.）的基因组进行了解析。该研究结合Illumina和PacBio Sequel I测序数据，运用自主开发的去污流程，组装基因组为2.3Gb，重复序列占比85%（其中62%为长末端重复反转录转座子LTR-RTs）。石松基因组的LTR-RTs具有大量的发生和极低的死亡率，而台湾水韭（Isoetes taiwanensis）、卷柏（Selaginella tamariscina）和江南卷柏（S. moellendorffii）的LTR-RTs很少发生却有着极高的死亡率。研究人员首次提出同型孢子植物LTR-RTs在大规模发生的同时又很难被清除，导致其基因组的膨胀；而异型孢子植物中LTR-RTs在极少发生的同时又被快速清除，导致其基因组的缩小。科研人员结合碱基同义替代速率与单拷贝同源基因系统发生树分析，发现石松基因组经历了2次独立的全基因组复制事件。并在石松基因组中鉴定到石杉碱甲（HupA）合成通路中全部5种关键酶基因的同系物，但在其他维管植物的基因组中则只鉴定到部分基因。这是第一个被破译的同型孢子石松类植物的基因组，对于研究早期维管植物的演化具有重要意义，而且为石松类的药用资源开发和利用提供了理论依据。 

　　该研究成果在线发表于Plant Molecular Biology期刊，植物所博士研究生于继高和已毕业博士研究生唐均勇为该论文的共同第一作者，张宪春研究员和向巧萍副研究员为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。 

　　文章链接： 

　　https://doi.org/10.1007/s11103-023-01366-0 

　　东北石松基因组特征、石杉碱甲合成关键酶与LTR-RT动态变化