有一种学说认为，叶绿体才是地球上最成功的生物。在十几亿年前，叶绿体还是一种独立的生命体，它们靠光合作用自主获得能量，后来它们将自己的DNA写入植物的基因组中，“寄生”在植物身上，随着植物的脚步遍布全世界。

如果这种说法是正确的，那么叶绿体将自己的DNA写入植物的基因组，只是它们成功的第一步。因为在十几亿年前，大多数的植物还只生长在海洋中，植物要遍布全世界，还得靠细菌等微生物的帮忙。

来自美国东卡罗莱纳大学的科学家最近发表在《分子植物》杂志上的报告称，数亿年前，从微生物到绿藻的基因可能推动了陆地植物的进化。他们的分析显示，来自细菌、真菌和病毒的数百个基因已经整合到植物的基因组中

——水平基因转移，为它们提供了适合陆地生活的特征。

“我们的研究改变了陆地植物进化的传统观点，”东卡罗来纳大学的生物学家黄金玲说。“我曾怀疑水平基因转移有助于植物从海洋转移到陆地，但直到现在，我们还不知道它发挥了多大的作用。”

水平基因转移（HGT）描述了遗传物质在不同物种的生物体之间的移动。基因组交换事件在细菌中很常见，这是这些原核生物中抗生素耐药性迅速传播的原因。但水平基因转移在植物和动物等复杂多细胞真核生物中的作用在此前仍存在很多争议。

传统上，科学家认为真核基因只能通过垂直基因转移进行移动，在垂直基因转移过程中，基因从父母传给后代，突变可能会产生新的基因和性状。但黄金玲和她的同事们，包括来自河南大学的植物生物学家宋春鹏，已经从之前的研究中发现了水平基因转移在植物中存在的证据。

为了研究水平基因转移在植物进化中的作用，研究人员扫描了31种植物的基因组。它们包括来自所有四个植物群的物种，包括苔藓、蕨类和树木，以及轮藻（一组与现代陆地植物有关的绿藻）。他们发现，现代植物中有近600个基因家族从其他有机体，其中从细菌和真菌等微生物中转移的基因家族数量，远远超过了人们此前认为的数量。

此外，该团队还确定了轮藻藻类早期进化和陆地植物起源期间的两个主要水平基因转移事件，当时有100多个基因家族从微生物跳到植物。

研究人员说：“我们的发现表明，水平基因转移在陆地植物进化中起着重要作用。与垂直基因转移的突变相比，水平基因转移使植物能够快速获得新的性状，其中一些新性状可以帮助植物适应截然不同的环境，比如从海洋环境到陆地环境。”

已知发现的许多基因在植物中具有重要的生物学功能。例如，来自细菌的胚胎发育后期丰富的基因有助于植物适应干燥的环境。从真菌中获得的氨转运蛋白基因有助于植物从土壤中吸收氮以便生长。

黄金玲说：

“几乎每个人在切洋葱时都会流泪。我们发现洋葱中产生催泪剂的基因实际上来自细菌。这很有趣，因为我们都知道这种反应，但直到现在才意识到这是水平基因转移的结果。像这样的例子还有很多。”

接下来，该团队计划进一步探索苔藓植物中转移的基因，苔藓植物是包括苔藓在内的植物群。这些植物中的许多外源基因都有未知的功能，未来的研究可能有助于确定理想的基因，这些基因有朝一日可以转移到农作物中，以增强农作物的适应性。

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