本报讯 从菜市场买回来的玉米,有的是黄灿灿的,有的中间夹杂着紫色、白色。玉米基因中有很多非常活跃的转座子,它们跳到哪个基因上,就会抹去那里本来的颜色。近日,中国科学家的相关研究报告发表在国际著名学术期刊《植物生理学》上。转座子改变的不仅是玉米子粒颜色,还有株高、抗性、产量等几乎所有性状。
江苏省农业科学院种质资源所赵涵研究员团队、中国农业大学宋任涛教授团队和上海大学经过7年合作,创建了目前世界上最大的玉米转座子插入资源库,为全球玉米基因组研究提供重要遗传资源。
从2012年起,江苏省农科院与中国农业大学便开始合作构筑由Mu活性系突变形成的基因突变体库。他们对20000多株样本逐一进行基因测序,筛选出2581株遗传性状显著的玉米,纳入基因突变体库。 构建大型基因突变体库,已成为创造玉米种质、获得突变基因、分离克隆玉米重要功能基因,进而开展功能基因组学研究的重要方法之一。可以说,谁拥有了大型的基因突变体库,谁就可以走在相关研究的前沿。
经过7年努力,目前的突变体基因库获得了丰硕成果。他们在2581个突变体材料中,通过Mu标签富集和高通量测序技术,结合生物信息学分析,以及大范围内验证插入位点的可遗传性,获得了约97000个可遗传插入位点,是美国插入数据库UniformMu的2倍。其中66565个位点为高质量可遗传插入,插入覆盖了玉米20244个(45.7%)基因,其中13425个基因存在两个及以上的插入。
业内人士称,这个资源库与美国的同质基因库相比,覆盖面更广,可供研究的性状也更多,对未来的玉米种质优化有着深远影响。 (雷浩然 张晔)
链接 半个世纪前,美国科学家芭芭拉·麦克林托克却玉米色彩的变化感到困惑,通过坚持不懈的研究最终发现了“跳跃基因”,也就是转座子。她也凭借着对转座子的开创性研究获得了诺贝尔奖。转座子在生命体中广泛地存在,但玉米中的转座子最多,占到DNA分子的50%以上。这些具有转座能力的遗传因子,能够引发玉米基因组重排,使玉米品种遗传多样性增加。由于转座子的跳跃决定着玉米性状,故而研究人员希望通过控制转座子的跳跃,获得更加优化的品种。