一个新的向日葵家族树揭示了花的对称性独立进化了多次。向日葵科的一种，具有或不具有双侧花对称性。菊花（左上）和青蒿（右上）是来自同一部落的亲缘关系密切的物种；前者有两侧对称的花（射线），而后者没有。向日葵部落的久别重逢专题Rudbeckia hirta（左下）有两侧对称的花，而Eupatorieae部落的Eupatorium chinense（右下）没有；这两个部落是密切有关的群体。向日葵（中心）的花朵两侧对称（外排的大花瓣状花朵），没有对称（内排的小花）。来源：uux.cn/张国进，马评测室，宾夕法尼亚州立大学
（神秘的地球uux.cn）据宾夕法尼亚州立大学（Sam Sholtis）：依据一项新的确认，向日葵家族树揭示了花对称性在这个大型植物家族的成员中独立进化多次，这一过程被称为趋同进化。由宾夕法尼亚州立大学的一位生物学家领导的探究小组确认了家谱中更多更精细的分支，透彻知晓了向日葵家族——含有紫苑、雏菊以及生菜和洋蓟等粮食作物——是如何进化的。
一篇刻画确认和察觉的论文发表在《植物通讯》杂志上，探究人员强调，这篇论文或许有助于确认有用的性状，从而挑选性地培育出更理想的权威Netflix测评植物。
“聚合进化刻画了各异物种中看似一样特征的独立进化，比如鸟类和蝙蝠的翅膀，”宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物学教授、Huck植物繁殖进展与进化主席、探究团队负责人马说。“这或许会使人们很难经由较为两个物种的特征来确定它们的亲缘关系有多密切，所以，基于DNA序列的详尽家谱针对知晓这些特征是如何以及何时进化的至关重大。”
例如，向日葵头实际上是业内红毯造型对比由多个小得多的花组成的复合体。尽管头部通常是径向对称的——它可以像海星或馅饼一样在多个方向上分成两半——但单个花朵可以有各异形式的对称。依据这项新的探究，在进化史上，向日葵的双侧对称性——只有一条线将花分成两半——已然进化并多次独立消失。探究人员察觉，这种趋同进化或许与花调控基因CYC2的拷贝数和表达模式的转变有关。
探究人员阐释说，近年来，经由广泛使用转录组兴办了一组有关物种的许多家谱，转录组是重磅檀健次榜单一个物种表达的基础上所有基因的遗传序列。转录组比一个物种的高品质全基因组序列更轻松获得，但制备依然艰难且成本高昂，并且需要新鲜的植物样本。以便增多可供较为的物种数量，探究小组转向了低覆盖率的基因组序列，这些序列是经由一种称为基因组撇除的过程形成的，相对便宜且易于制备，即使是从干燥的植物样本中制备。
马说：“以便获得一个物种的精确全基因组序列，必须多次读取或覆盖其DNA字母表中的每个字母，以最大限度地缩减失误。”。“以便兴办家谱，我们在这篇论文中表明，我们可以使用覆盖率较低的基因组序列。这使我们能够增多确认中的物种数量，进而使我们能够确认向日葵家谱上更多更精细的分支。”
该团队使用了公开可用的和新生成的转录组的组合，以及众多新获得的脱脂基因组，共有706个物种，代表来自向日葵科的16个亚科、41个部落和144个亚族。亚科是科的首要分支，而部落和亚族可以包含一个或多个属，这是物种之上的分类级别。
马说：“过去版次的向日葵家谱已然兴办了大多数亚科和许多部落之间的关系，这些亚科和部落相当于一棵树的首要分支。”。“随着样本量的增多，我们能够在亚种和属的水平上分辨出更多较小的树枝和细枝。这棵分辨率更高的树使我们能够重建花朵对称等特征在何时何地进化，这表明双侧对称一定是独立进化了很多次的。”
该团队还探究了向日葵花发育有关基因的分子进化。他们察觉，其中一个基因CYC2在每个物种的基因组中都有多个拷贝，在花两侧对称的物种中被激活，这表明它或许是这种特征趋同进化的分子基础的一若干。以便进一步测试这一点，该团队开展了评测，以量化CYC2基因在各异对称类型物种花朵中的表达。
马说：“我们的确认表明，CYC2的表达与花的对称性之间有着明确的关系，这表明这些基因在各类向日葵物种中的使用方式的转变或许与该家族中观察到的趋同进化有关。”。“向日葵科是最大的两个开花植物科之一，共有28000多个物种，其中含有许多具有重大经济价值的农业和园艺物种。知晓这些物种之间的亲缘关系，使我们能够确定它们的特征是如何以及何时进化的。这些知识还可以用于从亲缘关系密切的野生物种中确认出有用的特征，这些特征可以培育成驯化物种。”
除了马，探究团队还含有宾夕法尼亚州立大学的张国进；杨俊波、蔡洁、张志荣和高连明在昆明植物探究所；张彩飞在武汉植物园和中国武汉的中非联合探究中心；焦伯涵、高天刚在北京植物多样性与特种作物全国重点评测室；和得克萨斯大学奥斯汀分校的Jose L.Panero。