微生物互作不仅参与植物生长与适应的全过程，也可能导致遗传整合。来自微生物的水平转移基因存在于所有主要植物类群，在轮藻和苔藓植物中尤为显著。这些水平转移获得的外源基因推动了陆生植物生理机制与结构特征的重要创新。

　　中国科学院昆明植物研究所黄锦岭研究组长期从事水平基因转移(horizontal gene transfer，HGT)与植物进化研究。近期，研究人员系统论述了微生物互作与遗传整合的关系，并基于最新数据阐释了水平转移获得的微生物基因在陆生植物演化中的作用。研究提出：微生物不仅是植物的生态组成要素，更是新遗传物质的主要来源，陆生植物演化代表了植物对微生物资源持续利用的过程。

　　对早期陆生植物而言，从水域迁入陆地意味着获得开放的生态位、充足的二氧化碳和阳光资源，以及竞争者的大量减少。尽管这一转变为植物在新环境中的快速演化创造了条件，但剧烈的生境变迁也带来脱水、强紫外线辐射和温度波动等严峻挑战(图1)。所幸的是，植物与其它生物一样，在漫长的演化历史中早已学会与微生物共存并加以利用。微生物作为陆地环境的最早定居者，对后登陆的绿色植物的生存及演化提供了重要帮助。许多微生物也与植物形成共生整体(即全息生物体)，通过代谢能力共享甚至垂直传播实现整合。因此，微生物不应仅被视为生物环境组分，而应理解为植物和其他多细胞真核生物的重要资源。

　　微生物作为重要资源的观点同样体现在它们为植物提供遗传物质的过程中。细胞器(线粒体和质体)基因向细胞核的转移(即细胞内基因转移，intracellular gene transfer，IGT)进一步巩固了这种整合。水平基因转移作为跨物种的基因传递现象，本质上是一个开放式的过程，意味着生物体可能通过无限时间不断从其他物种获取基因(图2)。最新基因组分析显示植物(尤其是苔藓和轮藻)存在大量水平转移而来的微生物基因，并且这些基因在陆生植物的创新性状形成中起到关键作用(图1)。因此，微生物资源的遗传整合应被视为植物演化的核心驱动力之一。尽管微生物-植物互作已有大量研究，但遗传整合在植物演化中的角色仍亟待深入探索。随着相关研究领域的快速发展，研究者有望通过协同努力更深入理解微生物基因在陆生植物演化中的作用。

　　相关研究成果以Land plant evolution: from microbial interaction to horizontal gene transfer为题，近日在线发表于植物学知名期刊Trends in Plant Science。中国科学院昆明植物研究所黄锦岭研究员为论文的第一作者兼通讯作者，王洽副研究员参与了此项研究工作。研究得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、云南省“兴滇英才支持计划”、云南省基础研究计划等基金项目的支持。

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　　图1 植物演化与水平基因转移

　　图2 植物基因转移的机制