植物的歷史和進化可追溯到大約十億年前。藻類是最早借助葉綠體利用太陽能的生物，換句話說，它們是最早進行光合作用的植物。如今，地球上的植物已超過50萬種，但生物多樣性如何飛躍仍是個謎。如今，科學家們已經完成了一項為期9年的探索，以照亮植物復雜的進化之路。

 1KP首席研究員、加拿大阿爾伯塔大學Gane Ka-Shu Wong教授表示：“在生命之樹中，一切都是相互關聯的。如果我們想了解生命之樹是如何發揮作用的，我們就需要研究各個物種之間的關系。這正是基因測序的用武之地。”

 以往的植物研究往往集中在農作物和一些模式物種上。為了全面了解植物的進化過程，1KP研究團隊收集了1,147中陸生植物和藻類的樣本，對轉錄組進行了測序。轉錄組是活躍表達的一組基因，有助于闡明藻類、苔蘚、蕨類、開花植物以及其他所有綠色植物的遺傳關系。

 著名植物學家、佛羅里達大學杰出教授Pamela Soltis表示：“與僅僅觀察農作物相比，（這個項目的）視野要廣得多，因為農作物只集中在進化樹的一小部分。通過這張大圖，您可以了解基因組中的變化是如何發生的，隨后再去研究物理、化學特征或您感興趣的任何特征的變化。”

 另一名重要參與者、佛羅里達大學杰出教授Douglas Soltis認為，這項研究的挑戰在于龐大的規模。“探索這么多的基因組是史無前例的。這不是技術上的飛躍，而是規模上的飛躍。”這對夫婦同時也是美國科學院院士。

 轉錄組測序需要新鮮收集的組織，于是Soltis在野外用液氮容器保存樣本。回到實驗室，研究團隊再從冷凍的植物剪枝中提取出遺傳物質，并將它們運送到中國進行測序。在世界各地，其他研究人員也采用這種做法。深圳華大基因研究院負責這么多植物的測序工作。

 植物進化的特征之一是基因組復制的頻率，這在動物中是很少見的。植物的整套基因翻了兩倍、三倍甚至四倍，從而導致整個基因組相當龐大。盡管全基因組復制的目的尚不清楚，但研究人員懷疑這會推動進化：如果你有兩個基因拷貝，那么另一個拷貝就可以逐漸進化出一種新功能。

 Douglas Soltis認為，了解植物全基因組復制的頻率是1KP項目的目標之一。盡管開花植物和蕨類植物早就以基因組復制而聞名，但該項目在這些植物以及裸子植物中發現了許多先前未知的復制事件。

 當然，另外一些植物則采取了不同的路線，擴增某些基因家族，而不是復制整個基因組。研究人員發現，在維管植物出現之前就發生了重大的基因擴增。不過，Douglas Soltis認為，基因擴增并不一定與植物進化的里程碑相對應。

 另一個讓人驚訝的結果是，苔蘚、地錢和金魚藻之間有著親緣關系，這證實了一個有著數百年歷史的假說。“我們在2014年完成了部分分析，表明這些植物是近親，但是許多人不相信。這將動搖整個苔蘚世界，”Pamela Soltis談道。

 研究人員認為，這個項目進一步完善了人們對植物進化以及各個譜系之間關系的理解，也能夠促進作物科學、醫學及其他領域的研究。比如，Pamela Soltis認為，鑒定開花植物中的復制基因可幫助人們更好地了解其功能，有助于實現作物改良。同時，由于許多植物具有藥用價值，這些遺傳數據也許能改善人類健康。

 1KP研究團隊生成的序列可通過CyVerse Data Commons公開訪問。“也許有數百篇文章以我們不知道的方式使用了數據。這正是研究很酷的一方面，”Pamela Soltis說。他們的下一個小目標是測序10,000個基因組。