研究称环境对遗传多样性影响巨大(图)
2007-7-25 9:42:52  科学时报

不同地域拟南芥的基因序列存在差异。（图片来源：MPI for Developmental Biology）

　　作者：任霄鹏

　　本报讯 一项针对多种拟南芥的基因研究表明，环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响比之前人们预期得更大。相关论文发表在7月20日的《科学》杂志上。

　　除了实验室中科学家的“最爱”，世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中，由德国马普学会发育生物学研究所的Detlef Weigel领导的国际科学家小组，从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥，并将它们的基因序列(约1.2亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组(2000年测定完成)进行了对比研究，从而确定了相关的遗传差异。

　　所得到的结果令人吃惊：它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现，平均每180个碱基对中就有1个是可变的。同时研究表明，大约4%的实验室用的拟南芥基因组要么与野生种类差异很大，要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外，大约1/10的野生拟南芥基因是有缺陷的，无法完成正常的功能。

　　新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示：“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止，对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外，拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当，但它整个基因组的大小不及后两者的1/12。同时，拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。

　　进一步研究表明，拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因，其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为，这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性，正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿、炎热和寒冷，并调节自身的生长季节。

　　新的研究成果加深了人们对环境影响遗传多样性的理解，也将有助于开发能够适应环境变化的植物品种。随着人类认识的不断发展，基因与环境的交互作用已经渐渐成为生命科学的重要研究方向。