绿藻(Green algae),由绿藻门(Chlorophyta)和链形植物门(Streptophyta)中的轮藻(Charaphyta)组成。作为地球上最大的初级生产者群体,绿藻和高等陆地植物一样都可以通过光合作用产生碳水化合物,所以很多研究认为绿藻和高等陆地植物可能具有同一个祖先。为了探究植物和绿藻间的进化关系,本研究以一种单细胞海洋浮游生物Prasinoderma coloniale为对象,基于全基因组数据,1000 plants(oneKP or 1KP)转录组数据,109个核糖体DNA(rDNA)数据和叶绿体数据,通过全基因组数据的拼接,基因注释,和系统发育学分析,鉴定出一个绿色植物分支(Viridiplantae)最早分化出的门类Prasinodermophyta。基于比较基因组学分析,表明P.coloniale基因组(28.6Mb)的组成和结构与Streptophyta和Chlorophyta都不相似,早期Streptophyta的外显子,内含子,基因间区比P.coloniale会更大,而早期的Chlorophyta则会更小。此外,通过生物信息学的方法,本研究还找到了P.coloniale区别于其他绿藻的独特生物学特性,如P.coloniale虽然有厚细胞壁,但是却没有任何与高等陆地植物细胞壁主要成分(如纤维素)合成相关的通路。进一步分析发现P.coloniale有完整的肽聚糖合成途径,而肽聚糖是细菌细胞壁主要成分。P.coloniale在基质,线粒体和叶绿体同时存在C4固碳机制,还具有以PEPCK和delta CA为代表的特有固碳关键酶。P.coloniale光捕获蛋白(LHC)的拷贝数也比早期的Streptophyta和早期的Chlorophyta多。P.coloniale基因组还发生过大量的水平基因转移事件,其中大部分基因都和一些重要生物学通路相关。基于以上结果,我们发现P.coloniale在基因组序列的构成,和生物学通路上都展现出与其他的Viridiplantae(尤其是早期的Streptophyta与早期的Chlorophyta)不同的特性,这些特性很可能是物种与环境共同作用的结果。同时,P.coloniale的基因组作为绿色植物界形成的第一步,照亮了绿色植物界进化黎明的曙光。