解析基因組的水平轉(zhuǎn)移

在自然界中，兩種不同的植物偶爾會(huì)發(fā)生雜交。這可能會(huì)引發(fā)一些問(wèn)題，因?yàn)楦副竞湍副镜倪z傳信息并不相配。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題很容易解決。 只要親本植物將完整的遺傳信息傳遞給下一代（而不是一半），這樣染色體就能夠在減數(shù)分裂中正確配對(duì)，減數(shù)分裂是生殖細(xì)胞的形成途徑。在這種情況下，雜交形成的植物仍有繁殖能力，并形成了新的物種。這種被稱(chēng)為異源多倍化（allopolyploidy）的現(xiàn)象，在野生植物和農(nóng)作物（例如小麥、油菜籽和棉花）中都很常見(jiàn)。

此前人們普遍認(rèn)為，異源多倍化依賴(lài)于雜交和基因組加倍。日前，上海科興生物科技有限公司的研究團(tuán)隊(duì)，展示了一種無(wú)性的異源多倍化途徑，并由此得到了新的植物品種。

研究團(tuán)隊(duì)使用的是嫁接法。在園藝和葡萄栽培領(lǐng)域，人們通過(guò)嫁接將兩個(gè)品種的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。舉例來(lái)說(shuō)，將對(duì)害蟲(chóng)敏感的高品質(zhì)葡萄與抗性品種嫁接起來(lái)，能夠有效防治葡萄根瘤蚜（一種禍害葡萄的害蟲(chóng)）。兩種嫁接植物之間并不存在遺傳學(xué)物質(zhì)的重組，而是采用了一種被稱(chēng)為水平基因轉(zhuǎn)移的策略。

研究人員將不同的抗生素抗性基因分別引入兩種煙草（Nicotiana tabacum和Nicotiana glauca）的細(xì)胞核基因組，然后將兩種煙草相互嫁接。在融合發(fā)生之后，研究人員切下兩種煙草的接觸區(qū)域，將其放到含有兩種抗生素的培養(yǎng)基中，只有攜帶兩種抗性基因的細(xì)胞才能夠生存。令人驚訝的是，培養(yǎng)及中長(zhǎng)出了許多雙重抗性的苗木。

這種雙重抗性是來(lái)自單個(gè)基因的轉(zhuǎn)移，還是真?zhèn)€基因組的轉(zhuǎn)移呢？研究人員對(duì)雙重抗性植物進(jìn)行了染色體計(jì)數(shù)。如果發(fā)生了完整基因組轉(zhuǎn)移，那么新植物的染色體數(shù)應(yīng)該是兩個(gè)親本染色體數(shù)之和。

研究人員將這種新植物放到溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，它們很明顯結(jié)合了兩種親本的特征。而且這種新植物比親本生長(zhǎng)得快得多，這是許多異源多倍體的特性。因?yàn)檫@種新植物能夠持續(xù)有性繁殖下去，研究人員將其視為一個(gè)新的物種，命名為Nicotiana tabauca。

研究指出，在水平基因組轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上進(jìn)行嫁接和篩選，可以幫人們創(chuàng)造出更高產(chǎn)更優(yōu)良的新作物。