根系发育基因比根系发育更古老

一种调节维管植物根系发育的基因也参与了苔类植物的器官发育——苔类植物是如此古老，甚至没有合适的根。神户大学的这一发现发表在《新植物学家》上，强调了选择的基本进化动态，首先进化出一种机制，然后将其用于不同的目的。

当科学家发现一个基因对性状的发展是必要的时，他们很快就会问这个基因什么时候参与其中，以及基因的进化是如何对性状的进化做出贡献的。

神户大学植物生物学家Fukaki Hidehiro说：“我的团队之前发现，一种名为RLF的基因是模式植物拟南芥侧根发育所必需的，但RLF所属的基因组参与植物器官发育是全新的。因此，我们想知道其他植物中该基因的等价物是否也参与了类似的过程。”

Fukaki转向了他能找到的最简单的模式陆地植物，伞形苔草Marchantia polymorpha。这种植物甚至没有可以从土壤中提取水分或营养的根，但它有自己的RLF基因。

使用这种生物，Fukaki研究了其RLF基因的功能，以及其在细胞内的功能是否与拟南芥版本的基因相当。

在这篇论文中，他和他的团队揭示了缺乏RLF的苔类在各种器官中都有严重的变形，这表明RLF也参与了这些基本陆生植物的器官发育。他们甚至可以证明拟南芥基因可以在苔类植物中发挥作用，以及拟南芥中的苔类植物基因。

“这表明这两个基因在器官发育中作为行动者在功能上是可互换的，”Fukaki解释道。

RLF基因产生一种属于大量血红素结合蛋白的蛋白质，这意味着它可能结合一种名为“血红素”的分子，该分子参与细胞内的能量转移。Fukaki说：“鉴于血红素结合蛋白与植物器官发育的关系尚不清楚，我们研究的另一个重要点是，我们发现RLF蛋白实际上在苔类和拟南芥中都有血红素。”

研究人员预计，了解更多关于RLF蛋白如何与其他蛋白相互作用的信息，将有助于更清楚地了解植物器官发展的进化。Fukaki补充道：“RLF在器官发育中起着重要作用，至少从陆生植物出现以来就是一个例子，说明进化往往会利用现有的机制来实现新的功能，例如根系发育，而根系发育是在苔类和苔藓从其他陆生植物分支出来后才进化出来的。”