基于rbcL序列利用“寬松分子鐘”模型重建的裸子植物系統發育關系圖
近日，在武漢植物園種群遺傳學學科組組長王艇研究員指導下，武漢植物園森林博士等人與國外專家Mario A Fares研究員、中山大學生命科學學院蘇應娟教授課題組合作，在裸子植物Rubisco酶的分子進化研究方面取得重要進展。發現裸子植物3個科（羅漢松科、三尖杉科和紅豆杉科）植物的Rubisco大亞基在漫長的地質歷史時期內伴隨著大氣CO2濃度的改變發生了復雜的適應性進化。
為深入了解Rubisco酶的分子進化，他們以裸子植物3個科（羅漢松科、三尖杉科和紅豆杉科）的rbcL基因為對象，利用“寬松分子鐘”模型重建了物種系統發育關系，在時間尺度下開展了適應性進化和共進化分析；發現伴隨著歷史上大氣層中CO2濃度的變化，RbcL亞基的部分位點受到了持續正選擇，其中一些位點位于Rubisco酶大、小亞基的接觸面上，而另一些位點則位于該酶及其活化酶接觸面附近，這些結果說明Rubisco酶為了應對大氣層CO2濃度的改變而發生了持續性的適應調整，期間還伴有Rubisco活化酶發生的共進化。更重要的的是，RbcL亞基內存在著氨基酸位點共進化網絡，其中6個核心位點曾經遭受過正選擇，說明Rubisco大亞基可通過不同氨基酸位點的共進化改變其功能和結構，進而發生適應性進化。這些結果不僅對理解Rubisco酶與環境因子的相互作用具有重要意義，而且有助于認識與Rubisco酶相關的功能網絡。
該研究結果已于6月3日發表在國際重要學術刊物Biology Direct (IF 2010 3.74 生物類TOP30)。
