蕨类植物是地球上最多样化的植物种群之一，也是仅有的没有完成基因组测序的主要植物种群。2018年7月18日，美国康奈尔大学研究人员在《自然-植物》期刊上发表了其完成蕨类植物基因组测序的结果。

　　蕨类植物的基因组较大，可以拥有多达720对染色体，包含多达1480亿个碱基对的DNA序列（Gb）。相比之下，第一个完成基因组测序的植物——拟南芥（Arabidopsis thaliana）只有5对染色体，基因组大小为0.135 Gb。

　　研究人员选择了两种基因组较小的蕨类植物Azolla filiculoides（0.75 Gb）和Salvinia cucullata（0.26 Gb）进行测序。这两种蕨类植物都具有非常有趣的特征。例如，Azolla被认为在数千万年前对降低地球温度发挥了重要作用。大约在5000万年前，Azolla覆盖了北极的海域，从大气中清除了大量二氧化碳，使极地温暖的温室地球变成了如今极地冰雪通过含有噬菌体的干燥、多孔微粒，将噬菌体送入感染深处。目前，噬菌体涂层聚合物颗粒成功地治愈了感染肺炎的小鼠，并显著降低了囊性纤维化动物模型体内的细菌水平。这项技术有望与类似普通吸入器的装置配合向人体肺部输送干粉噬菌体。

　　噬菌体疗法是一种很有前途的抗生素替代疗法，因为它可以选择性地攻击特定病原体，不会损害其他正常细菌，减少了多药耐药的风险。但是，如何将噬菌体输送至感染部位是一个技术难题。以前，研究人员曾采用喷雾器将噬菌体混合物输送到肺部，但这种方法的递送效率较低，而且不方便。

　　此次，研究者着手生物材料载体的设计，目的是在保持噬菌体的活性的同时，能以更均匀的方式将噬菌体递送入肺部深部。最终，研究者选用了可溶解缝线一样的聚合物材料，将其制成的载体微粒，噬菌体涂层可以有效附着。而这些多孔的颗粒足够大，可以避免被身体快速清除，同时颗粒又非常轻，可以深入肺部。这种被噬菌体包覆的微粒是一种可生物降解的聚合材料，因此，在几天之内就可以被清除。目前，研究人员还未发现细菌对这种疗法产生抵抗力的现象。

　　该研究推动噬菌体疗法向前迈进的关键一步。这项技术有望与类似普通吸入器的装置配合向人体肺部输送干粉噬菌体。下一步，研究者将在大型动物和人体中测试这种微粒递送技术的有效性。覆盖的模样。Azolla还可以用作水稻田中的“绿肥”，它含有固氮微生物，可以从大气中捕获氮元素。与其他大部分植物-微生物共生关系不同，Azolla整个生命周期都与固氮蓝藻相关，且当其繁殖时会将共生菌从亲代传给子代。该研究小组鉴定了几个Azolla与共生菌相互作用的基因。

　　蕨类植物也善于抵御昆虫。研究人员鉴定了S. cucullata中编码杀虫蛋白的基因，发现这些基因并不是由植物祖先进化而来，而是来自细菌。这说明基因可以在生物体之间自然迁移。

　　未来，蕨类植物学家还希望对其他蕨类植物的基因组进行测序，并解开蕨类植物更多的秘密。