科技日報訊 (記者李大慶)調控作物休眠的基因終於被科學家找到了。9月24日,《自然—遺傳》雜誌刊登文章,介紹中科院遺傳發育所田誌喜課題組、儲成才課題組聯合美國喬治亞大學Scott A.Jackson教授等團隊,在研究不同作物的平行選擇過程中發現了能調控種子休眠的基因。
在自然條件下,野生植物種子成熟後都具有休眠特性,使其個體間具有不同的萌發時間。比如甲種子成熟可能10天後萌發,乙種子20天後萌發,丙種子30天後萌發。這樣即便甲、乙萌發後遇到天災,但丙會躲過天災,總有植株會存活下來。
植物休眠長短不一會給農業生產帶來問題,同時種的作物不會同時成熟。我們的祖先把野生植物逐步馴化成了休眠性減弱的農作物。由於休眠性狀難以準確鑑定,休眠基因就成為生物學研究的最難問題之一。
今天的農作物都是經過野生植物馴化後的結果。科學家發現,雖然不同作物在馴化過程一般沒有任何交叉,但在從野生種到栽培種的馴化過程中,一些性狀表現出了趨同現象,比如成熟後都不會自動脫落,莖幹都變得直立粗壯,種子休眠性減弱。
通過全基因組關聯分析的方法,研究人員首次鑑定得到了控制大豆種皮成為綠色的G基因,發現G基因在大豆的馴化過程中受到強烈的選擇,它還參與了對大豆種子休眠的調控。進一步研究又發現,G及其同源基因不止在大豆馴化中被選擇,在水稻和番茄的馴化中也受到選擇,而且在大豆、水稻等作物中都參與種子休眠的調控。
這是世界上首次報導的調控種子休眠的G基因在不同科的作物馴化中受到平行選擇。該研究不僅增加了人們對植物馴化過程的理解,還具有重要的應用價值。
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