桫欏科樹蕨是蕨類植物中典型的古老孑遺類群，因古老的起源和獨特的樹形而備受關注。自侏羅紀以來，其宏觀形態就高度保守，被譽為恐龍時代“活化石”。盡管形態演化緩慢，該類群卻表現出豐富的物種多樣性，和較強的環境適應能力，成功應對億萬年數次環境劇變。這引發了進化生物學中長期未解的謎題：為何這些類群能在保持穩定外形的同時，具備如此強大的生存韌性？
中國科學院華南植物園研究團隊，構建了不同生態型桫欏科植物高質量基因組圖譜，整合比較基因組學與轉錄組學,?深度解析了其基因組演化機制。
結果發現，在整體分子進化速率相對緩慢的背景下，整個樹蕨譜系僅在約1.54億年前共享一次全基因組復制（WGD）事件。該事件賦予了樹蕨雙重適應優勢，不僅賦予了祖先樹蕨對侏羅紀晚期環境劇變的適應能力，也為后期物種多樣化提供了遺傳基礎。典型樹形物種優先保留與細胞壁合成、木質化相關的基因，以強化支撐結構。而非樹形物種則更多保留代謝與防御相關基因，從而增強生存韌性。
研究還發現，轉座子元件的持續爆發，驅動了基因組結構動態變化，包括顯著的基因組大小變異和染色體重排，成為局部快速演化的核心驅動力。喬木狀的表型創新，并非簡單依賴于WGD滯留基因劑量，而更依賴于復雜的轉錄調控。該機制可能通過協同木質素合成與光感知過程，進一步促進樹蕨在被子植物主導的林下環境中的適應。
該研究將傳統認知的活化石植物“演化停滯”，重新定義為一種基因組的動態平衡。宏觀進化遲緩背景下的基因組可塑性與局部創新，正是樹蕨成功跨越億萬年地質變遷的演化密鑰。
該成果不僅為桫欏科珍稀“活化石”蕨類植物的保護研究，提供了重要的基因組資源，同時為理解古老孑遺植物的長期存續與演化，提供了全新理論框架。
相關研究成果發表在《分子生物與進化》（Molecular Biology and Evolution）上。
論文鏈接
桫欏科植物的WGD事件及后續基因保留
桫欏科植物基因組多樣性
本文鏈接：樹蕨基因組多樣性破譯“活化石”植物億萬年演化之謎http://m.sq15.cn/show-12-1892-0.html
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