植物通過從鄰居那里獲取基因來縮短進(jìn)化
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),草可以通過從鄰居那里獲取基因來縮短進(jìn)化。
研究結(jié)果表明,野草通過自然遺傳改良自身以獲得競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。
了解這種情況如何發(fā)生也可能有助于科學(xué)家降低基因從轉(zhuǎn)基因作物中逃逸的風(fēng)險(xiǎn),并創(chuàng)造出所謂的“超級(jí)雜草” - 當(dāng)轉(zhuǎn)基因作物的基因轉(zhuǎn)移到當(dāng)?shù)氐囊吧参镏袝r(shí),就會(huì)發(fā)生這種情況,使其具有除草劑抗性。
自達(dá)爾文以來,大部分進(jìn)化理論都是基于共同血統(tǒng),自然選擇作用于從父母?jìng)鹘o后代的基因。然而,謝菲爾德大學(xué)動(dòng)植物科學(xué)系的研究人員發(fā)現(xiàn),草正在違反這些規(guī)則。側(cè)向基因轉(zhuǎn)移允許生物繞過進(jìn)化并通過使用從遠(yuǎn)緣相關(guān)物種獲得的基因跳到隊(duì)列的前面。
“禾草只是在竊取基因并采取進(jìn)化捷徑,”盧克·鄧寧博士說。
“他們充當(dāng)海綿,從他們的鄰居那里吸收有用的遺傳信息,以便與他們的親戚競(jìng)爭,并在敵對(duì)的棲息地中生存,而不需要花費(fèi)數(shù)百萬年的時(shí)間來進(jìn)化這些改編。”
科學(xué)家研究了草 - 一些地球上經(jīng)濟(jì)和生態(tài)上最重要的植物,包括世界上許多種植最多的作物,如:小麥,玉米,水稻,大麥,高粱和甘蔗。
該論文發(fā)表在“美國國家科學(xué)院院刊”上,解釋了科學(xué)家如何對(duì)草Alloteropsis semialata的基因組進(jìn)行測(cè)序和組裝。
研究在整個(gè)非洲,亞洲和澳大利亞發(fā)現(xiàn)的草Alloteropsis semialata的基因組- 研究人員能夠?qū)⑵渑c大約150種其他草(包括水稻,玉米,小米,大麥,竹子等)進(jìn)行比較。他們通過比較組成基因的DNA序列的相似性,鑒定了海鞘中的基因,這些基因是橫向獲得的。
“我們還從亞洲,非洲和澳大利亞的熱帶和亞熱帶地區(qū)收集了Alloteropsis semialata的樣本,以便我們可以追蹤轉(zhuǎn)移的時(shí)間和地點(diǎn),”Dunning博士說。
“假冒基因正在給禾草帶來巨大優(yōu)勢(shì),幫助它們適應(yīng)周圍環(huán)境并生存下來 - 而且這項(xiàng)研究還表明,它不僅限于Alloteropsis semialata,因?yàn)槲覀冊(cè)趶V泛的其他草種中檢測(cè)到它。”
“這項(xiàng)研究可能使我們作為一個(gè)社會(huì)重新考慮我們?nèi)绾慰创D(zhuǎn)基因技術(shù),因?yàn)椴葑匀坏乩昧祟愃频倪^程。
“最終,這項(xiàng)研究還可以幫助我們了解基因如何從轉(zhuǎn)基因作物中逃逸到野生物種或其他非轉(zhuǎn)基因作物,并提供解決方案,以減少這種情況發(fā)生的可能性。”
“下一步是了解這一現(xiàn)象背后的生物學(xué)機(jī)制,我們將進(jìn)行進(jìn)一步的研究來回答這個(gè)問題。”
該研究得到了歐洲研究理事會(huì)(ERC)自然環(huán)境研究委員會(huì)(NERC)和皇家學(xué)會(huì)的資助。
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