記者26日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,,該院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所(嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心)程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)聯(lián)合英國(guó)約翰·英納斯中心等國(guó)際團(tuán)隊(duì),,在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表重大成果,,首次從分子層面全面揭示了孟德爾豌豆七大遺傳性狀的基因密碼,,成功破解了困擾學(xué)界百年的“孟德爾豌豆之謎”。
1865年,,“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”格雷戈?duì)枴っ系聽栠x定的七對(duì)豌豆性狀——種子形狀,、顏色、花色,、花位,、莢形、莢色和株高,,成為遺傳學(xué)研究的起點(diǎn),。然而,直至21世紀(jì)初,,仍有三對(duì)性狀(果莢顏色,、果莢形狀、花的位置)的分子機(jī)制未被揭示,,成為百年未解之謎,。
2019年,程時(shí)鋒在英國(guó)約翰·英納斯中心種質(zhì)庫(kù)偶遇一批百年豌豆樣本時(shí),,一個(gè)大膽的設(shè)想浮現(xiàn):在全球范圍內(nèi)重建“孟德爾豌豆園”,。5年間,,約700份來(lái)自六大洲的豌豆在深圳、哈爾濱等地生長(zhǎng),,研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查了80余個(gè)農(nóng)藝性狀,,最終鎖定了控制剩下3個(gè)性狀的4個(gè)關(guān)鍵基因。
研究結(jié)果顯示,,孟德爾觀察的性狀變異遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜:從單堿基突變到基因組大片段缺失,,從轉(zhuǎn)座子插入到轉(zhuǎn)錄融合,自然界常見的遺傳變異機(jī)制盡數(shù)呈現(xiàn),?!袄纾v顏色由一段100kb的基因組缺失導(dǎo)致葉綠素合酶基因異常表達(dá),,而非傳統(tǒng)認(rèn)知的基因突變,;而控制花位置的基因則涉及類受體激酶信號(hào)通路失活,引發(fā)莖尖分生組織畸變,?!背虝r(shí)鋒說(shuō),,此外,,研究團(tuán)隊(duì)在解析花色性狀時(shí),還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“基因修復(fù)”的奇跡:一株本應(yīng)開白花的豌豆,,因內(nèi)含子突變意外恢復(fù)了花青素合成功能,,重綻紫色花朵。(記者馬愛平)
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