植物如何最早“登陆”陆地并实现多样化，一直是生物演化领域关注的热点和难题。苔藓植物作为现存陆地植物的古老类群，已在地球上存在了约五亿年，涵盖约2万多个现存物种，其物种多样性仅次于被子植物，是陆地植物的第二大类群， 在漫长的演化过程中，演化出关键的形态和生理适应，如假根、气孔、RNA编辑等。然而，受限于大规模苔藓植物活体材料取样的困难，这类古老植物陆地化和多样化过程的机制尚不清楚。

我院苔藓植物研究团队发现苔藓植物早期祖先经历了七次古老的大规模基因重复事件，揭示了这些关键事件在苔藓植物早期陆地化和多样化中的重要作用，为研究陆地植物的起源与登陆及其适应性演化提供了新视角。这一研究成果于2月5日以题为 “Ancient large-scale gene duplications and diversification in bryophytes illuminate the plant terrestrialization”在国际著名植物学研究期刊New Phytologist以封面文章发表。

New Phytologist 245卷第5期封面文章刊发华东师范大学苔藓植物研究团队科研成果

我院苔藓植物研究团队基于10余年在世界范围内的采样，获得了苔藓植物最大的转录组数据集，采用了苔藓植物最多的核基因数据集（1929个核基因）进行系统发育基因组学分析，重建了包含201个苔藓植物的系统发育树，在此基础上，重新估算了早期陆地植物及苔藓植物内部支系的分化时间。借助这一突破性数据，研究首次在跨越所有关键支系的尺度上，鉴定出苔藓植物早期祖先经历的七次大规模基因重复事件，明确了这些事件在驱动苔藓植物适应陆地环境和促进物种多样化中的核心作用。本研究在无假根的苔藓植物中发现了RSL基因，挑战了传统的“无假根即缺失RSL基因”的观点。此外，本研究揭示了内在基因组事件与外部生态变革协同驱动陆地植物演化的复杂机制。这些发现为解析陆地植物的起源、登陆与适应性演化提供了重要依据。

图1. 基于广泛取样的苔藓植物系统发育树

图2. 苔藓植物经历的七次大规模基因重复事件

图3. 七次大规模基因重复事件后保留的重复基因功能富集

图4. 苔藓植物中假根发育关键基因RSLs的系统发育关系（黑色箭头表示在四种无假根物种中鉴定到的RSLs同源基因）

图5. 201种苔藓植物的系统发育关系、分化时间、7次大规模基因重复及4次物种多样化速率提升

华东师范大学生命科学学院苔藓植物学实验室的沈超博士（已毕业）和李浩副研究员为该论文的共同第一作者，李浩副研究员和朱瑞良教授为共同通讯作者。团队成员舒蕾副教授和黄文专博士（已毕业）参与了这项研究。该工作得到了华东师范大学“幸福之花”先导研究基金和国家自然科学基金的资助。

附：

论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/toc/14698137/2025/245/5