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导管是木质部的管状分子，通常被认为只存在于被子植物中，是区分被子植物与其它维管植物的重要特征。水青树（Tetracentron sinense）隶属于昆栏树目，是分布于我国中部和西南地区的重要珍稀濒危物种。尽管水青树属于被子植物，但在过去100多年的时间里，学界普遍认为水青树仅有管胞，而没有导管。十多年前，在其木质部中发现导管，但因其特征不典型而未得到学界的普遍认可。
近日，北京林业大学林金星团队和中国科学院植物研究所焦远年团队，联合国内外17家研究机构在Genome Biology在线发表了题为The Tetracentron genome provides insight into the early evolution of eudicots and the formation of vessel elements的论文。该研究通过水青树全基因组和细胞学等分析，确认了水青树确实具有导管，厘清了长期以来对该物种是否具有导管的争议，为真双子叶植物的早期进化提供了新观点。
基于Pacbio长读长测序与Hi-C技术，该研究首先获得了水青树染色体水平（2n=48）的高质量基因组组装。运用显微切片，以及扫描电镜和微型计算机断层扫描技术等手段，对水青树次生木质部做了深入分析，发现该物种具有两类管状分子，其中一类管状分子数量少，具有端壁结构。
更为重要的是，通过生物信息学、亚细胞定位、酵母单杂和荧光素酶等分析，证实了水青树中存在导管及导管发育的相关基因和调控途径，从而解决一百多年来关于水青树中是否存在导管这一悬而未决的争议。
同时，该研究运用214个单拷贝基因进行系统发育分析，证实水青树是目前已测基因组物种中距离核心真双子叶植物最近的类群，并发现昆栏树目在进化历史中发生了两次全基因组重复事件。由于特殊的系统进化位置，该基因组数据为真双子叶植物古六倍化事件的研究提供了重要参考。最后，该文对全国范围内分布的水青树群体进行重测序分析，揭示了这个珍稀濒危物种的进化历史和遗传多样性，为开展该物种的保护奠定了基础。
北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心和生物学院刘平丽、张曦、毛建丰和洪岩铭为论文共同第一作者，北京林业大学林金星教授和中国科学院植物研究所焦远年研究员为共同通讯作者。北京源宜基因科技股份有限公司的张仁纲，中国林业科学研究院的姜笑梅、殷亚方研究员和刘波博士，中国科学院昆明植物研究所马永鹏研究员，北京大学生命科学学院的贺新强教授，中国科学院植物研究所孔宏智研究员和葛颂研究员、北京林业大学的多名硕士和博士研究生以及美国布鲁克海文国家实验室刘长军教授和多位国外合作者参与了本项研究。该研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费和111引智计划等基金项目的支持。
原文链接：
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02198-7
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