植物科学家揭开1.25亿年前的遗传之谜

冷泉港实验室的研究人员发现，两种关系较远的模型植物拟南芥和番茄(Solanumlycopersicum)可以使用截然不同的调控系统来控制同一个基因。令人难以置信的是，科学家们将这种行为与 1.25 亿年进化中发生的极端基因改造联系起来。

冷泉港实验室科学家 Danielle Ciren 及其同事利用基因组编辑技术创建了 70 多种番茄和拟南芥植物突变株。

每个突变都会删除CLV3基因周围的一段调节 DNA 。

研究人员随后分析了每种突变对植物生长和发育的影响。

当控制CLV3 的DNA突变过多时，果实就会爆炸性地生长。

“ CLV3有助于植物正常发育，”Ciren 博士说。

“如果它没有在准确的时间打开，那么植物看起来就会非常不同。”

“所有的果实都会很大而且并不理想。你必须平衡增长和产量。”

“如果一株植物有巨大的西红柿，但只有两个，这与降低产量一样有益吗?”

“没有简单的解决方案。当你试图改进某些东西时，你总是会牺牲一些东西。”

对于西红柿来说，在CLV3基因的开头而非结尾处进行工程突变会显着影响果实大小。

对于拟南芥，基因两个部分周围的区域都需要被破坏。

这表明过去 1.25 亿年中发生的一些事情使植物发生了不同的进化。究竟发生了什么仍然是个谜。

“你无法回到共同的祖先，因为它们已经不存在了，”塞伦博士说。

“所以很难说原始状态是什么以及事情是如何混合在一起的。”

“最简单的解释是，有一个监管要素在某些方面得到了保留，并且已经以微妙的方式发生了改变。有点出乎意料。”

“可以肯定的是，植物物种之间的基因调控并不统一。”

“挖掘这些遗传差异可能有助于使作物基因组工程变得更加可预测。”

“这不仅对科学来说是一个巨大的胜利，对全球农民和植物育种者来说也是一个巨大的胜利。”

该研究发表在《公共科学图书馆遗传学》杂志上。