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最新基因研究表明: 环境对遗传多样性影响巨大

时间:2007-08-01 05:56来源:科学时报 作者:admin

一项针对多种拟南芥的基因研究表明,环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响比之前人们预期得更大。相关论文发表在7月20日的《科学》杂志上。

  除了实验室中科学家的“最爱”,世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中,由德国马普学会发育生物学研究所的Detlef Weigel领导的国际科学家小组,从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥,并将它们的基因序列(约1.2亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组(2000年测定完成)进行了对比研究,从而确定了相关的遗传差异。

  所得到的结果令人吃惊:它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现,平均每180个碱基对中就有1个是可变的。同时研究表明,大约4%的实验室用的拟南芥基因组要么与野生种类差异很大,要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外,大约1/10的野生拟南芥基因是有缺陷的,无法完成正常的功能。

  新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示:“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止,对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外,拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当,但它整个基因组的大小不及后两者的1/12。同时,拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。

  进一步研究表明,拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因,其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为,这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性,正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿、炎热和寒冷,并调节自身的生长季节。

  新的研究成果加深了人们对环境影响遗传多样性的理解,也将有助于开发能够适应环境变化的植物品种。随着人类认识的不断发展,基因与环境的交互作用已经渐渐成为生命科学的重要研究方向。

(责任编辑:泉水)
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