滅活基因可以促進(jìn)作物遺傳多樣性

來自CIRAD和INRA的研究人員最近表明，將一種基因RECQ4滅活會(huì)導(dǎo)致水稻，豌豆和番茄等作物重組增加三倍。該基因在作物的有性繁殖過程中通過重組(交叉)抑制遺傳物質(zhì)的交換。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在2018年11月26日的“ 自然植物 ”雜志上，可以加速植物育種和開發(fā)更適合特定環(huán)境條件的品種(抗病性，適應(yīng)氣候變化)。

重組是所有有性繁殖的生物共有的天然機(jī)制：植物，真菌或動(dòng)物。染色體混合決定了物種的遺傳多樣性。過去一萬年來實(shí)行的植物育種，其中包括兩種選擇其互補(bǔ)性價(jià)值的植物，以這種機(jī)制為中心。例如，為了獲得既美味又抗蟲或抗病的新番茄品種，育種者通過連續(xù)重組交叉并繁殖具有涉及味道和抗性的基因的植物。然而，這是一個(gè)漫長的過程，因?yàn)樵谠佻F(xiàn)期間發(fā)生很少的重組。平均而言，每個(gè)雜交的染色體之間只有一到三個(gè)遺傳物質(zhì)交叉點(diǎn)。因此，不可能在一代中合并六個(gè)有價(jià)值的基因，這是作物改良的主要障礙。

為了找到答案，從INRA研究人員發(fā)現(xiàn)并研究了基因參與控制的重組在模型植物，擬南芥。他們發(fā)現(xiàn)一種基因RECQ4在預(yù)防交叉方面特別有效。在某種程度上，滅活它會(huì)使重組頻率翻倍至四倍!莊稼會(huì)發(fā)生什么?這是涉及INRA和CIRAD的財(cái)團(tuán)的研究人員通過檢查三種具有農(nóng)業(yè)價(jià)值的物種來確定的：豌豆，番茄和水稻。他們成功了。通過“關(guān)閉”RECQ4，它們平均增加了三倍的交叉次數(shù)，從而導(dǎo)致更多的染色體改組，從而增加了每一代的多樣性。這將是未來植物育種的福音 CIRAD和INRA的業(yè)務(wù)。

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