圖片說(shuō)明：不同地域的擬南芥的基因序列存在差異（圖中差異是示意性的）。
（圖片來(lái)源：MPI for Developmental Biology）
一項(xiàng)針對(duì)多種擬南芥的基因研究表明，環(huán)境因素對(duì)物種遺傳多樣性和基因組的影響比之前人們預(yù)期的更大。相關(guān)論文發(fā)表在7月20日的《科學(xué)》雜志上。
除了實(shí)驗(yàn)室中科學(xué)家的“最愛(ài)”，世界各地還分布著多種野生擬南芥。它們的生長(zhǎng)速度、葉子
顏色以及發(fā)枝方式都是不同的。在最新的研究中，由德國(guó)馬普發(fā)育生物學(xué)研究所（Max Planck Institute for
Developmental Biology）Detlef
Weigel領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科學(xué)家小組，從美洲、非洲和亞洲以及其他極地和亞熱帶區(qū)域搜集了19種擬南芥，并將它們的基因序列（約1.2億個(gè)堿基對(duì)）與實(shí)驗(yàn)室
用擬南芥基因組（2000年測(cè)定完成）進(jìn)行了對(duì)比研究，從而確定了相關(guān)的遺傳差異。
所得到的結(jié)果令人吃驚：它們遺傳差異的廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了所謂的“改進(jìn)基因組”
（streamlined
genome）。研究人員發(fā)現(xiàn)，平均每180個(gè)堿基對(duì)中就有一個(gè)是可變的。同時(shí)研究表明，大約4%的實(shí)驗(yàn)室用擬南芥基因組要么與野生種類差異很大，要么完
全不存在于野生種類的擬南芥中。此外，大約十分之一的野生擬南芥基因是有缺陷的，無(wú)法完成正常的功能。
新的研究結(jié)論為科學(xué)家提出了許多新的基礎(chǔ)性問(wèn)題。Weigel表示，“或許并不存在所謂
的一個(gè)物種的基因組。迄今為止，對(duì)個(gè)體DNA序列的認(rèn)識(shí)并不能使科學(xué)家充分理解一個(gè)物種的遺傳潛能。”此外，擬南芥基因組的可塑性也令人驚訝。盡管擬南芥
的基因組中的基因數(shù)量與人類和一些作物相當(dāng)，但它整個(gè)基因組的大小不及后兩者的十二分之一。同時(shí)，擬南芥基因組中幾乎沒(méi)有重復(fù)序列和無(wú)關(guān)聯(lián)的“垃圾”序
列。
進(jìn)一步研究表明，擬南芥與外界環(huán)境相互作用相關(guān)（比如抵御病原體和感染）的基因，其可變性大大超過(guò)其他功能基因。Weigel認(rèn)為，這一遺傳特性反映出擬南芥對(duì)當(dāng)?shù)厣姝h(huán)境的適應(yīng)性，正是這些易變基因使得擬南芥能夠經(jīng)受干燥和潮濕，炎熱和寒冷，并調(diào)節(jié)自身的生長(zhǎng)季節(jié)。
新的研究成果加深了人們對(duì)環(huán)境影響遺傳多樣性的理解，也將有助于開(kāi)發(fā)能夠適應(yīng)環(huán)境變化的植物品種。隨著人類認(rèn)識(shí)的不斷發(fā)展，基因與環(huán)境的交互作用已經(jīng)漸漸成為生命科學(xué)的重要研究方向。（科學(xué)網(wǎng) 任霄鵬/編譯）
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