華農專家發現具雙重功能水稻新基因
生物學理論認為,一個基因通常決定生物的一個性狀。華中農大教授王石平研究小組的一項發現卻改變了這一固有認識:他們發現的一個
水稻新基因控制着兩個完全不同的性狀。
該項研究成果發表在國際著名學術雜誌《基因與發育》5月版上。文章發表後引起該雜誌的極大興趣,隨即發表了3頁紙篇幅的述評,而王石平等的研究論文篇幅大約為6頁。
據瞭解,此項研究是華中農大領銜主持的“十五”國家重大科技專項“水稻重要農藝性狀相關功能基因組研究”下的一個子課題。1999年啟動研究工作時,王石平等科研人員發現,水稻中有這個名為Xa13的基因時,就易感染白葉枯病;剔除它,細菌在水稻中就不能存活,水稻抗病性就很好。研究人員因此希望它能在水稻品種改良中發揮作用。
但後來科研人員偶然發現,一旦完全抑制該基因的功能,水稻就完全不結種子;不完全抑制它的功能,水稻就結一點點種子。
研究人員斷定,這説明Xa13基因不僅控制水稻的生殖生長,而且控制着水稻的抗病,這就意味着兩個完全獨立的生命活動過程由同一基因控制。
傳統生物學理論認為,一個基因控制一個性狀,比如人得了什麼癌症,或者高矮等都是由某一個基因控制的。王石平等人的發現卻否認了這一認識。
王石平昨日介紹,這個基因既是人類的朋友,又是人類的敵人。沒有它水稻不能結種子,但有了它,水稻又易感染白葉枯病——它是目前全球威脅水稻生產的三大病害之一。
這個水稻有害基因的存在,還改變了另一傳統的生物學認識。王石平介紹,生物進化的過程是保留有利、淘汰有害性狀的過程。隨着環境的變化,有害基因會在進化過程中逐步被剔除。但研究人員的這項發現證明,有害基因在生物進化過程中仍有可能完整保留在基因組中。
專家稱,該發現還可提供一個尋找提高水稻抗病性並增加產量方法的新思路:如果能夠抑制該基因在水稻葉子中的作用,則能夠降低水稻感染白葉枯病的可能;而再同時強化該基因在稻花中的作用,又能提高水稻的產量。因此,科研人員將有望獲得性狀更加優良的水稻。
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