比较野生及家养番茄的基因组及脱氧核糖核酸

研究人员现在不仅能够比较野生和家养番茄的基因组,而且还可以比较所有被表达的基因。从左至右: Solanum lycopersicum, 和野生番茄 S. pim

研究人员现在不仅能够比较野生和家养番茄的基因组,而且还可以比较所有被表达的基因。从左至右: Solanum lycopersicum, 和野生番茄 S. pimpinellifolium, S. habrochaites 以及 S. pennellii

你说是西红柿,我说是比较转录组学。美国、欧洲和日本的研究人员已经针对家养番茄及野生番茄的DNA序列进行了第一次的比较研究,并对比了其中哪些是活跃基因,哪些基因被转录了。

此项研究的结果深入探讨了家养番茄的过程中涉及的基因变化,或可有助于今后对番茄或其他作物的新性状的培育工作,加州大学戴维斯分校生物学院植物生物学教授Julin Maloof说。该研究论文已于6月26日发表于《美国科学院学报》上,Maloof是论文的资深作者。

例如,在番茄中培育新的性状往往会涉及到将家养番茄同其野生近缘品种进行杂交。这项新研究表明,某一种野生番茄中的大量基因在家养番茄中也存在,而且对整个基因组都具有广泛且意想不到的影响。

Maloof和他的同事们对家养番茄品种Solanum lycopersicum,及其野生近缘品种S. pennelliiS. habrochaitesS. pimpinellifolium进行了研究。对这些品种的基因组的比较体现了进化瓶颈的影响,Maloof说 —— 例如,番茄最先在南美的人工培育,以及后来它被带到欧洲进行繁殖。

此外,研究人员还发现,与果色相关的基因在人工培育的红色果肉的番茄中及绿色果肉的野生近缘品种中表现出了快速的进化。而对于生长在沙漠栖息地的品种S. pennellii,其与耐旱,耐热和盐度相关的基因均出现了加速进化。

新技术给了生物学家们前所未有的能力来观察一个有机体的所有基因,而不只是有选择的少数基因。研究人员不仅研究了这些番茄的DNA,也对被从不同的基因转录来的信使RNA(脱氧核糖核酸)进行了探索。 RNA转录是一个将基因内的信息转化为行动的过程。如果DNA序列是一份制作番茄的零部件名单,那么信使RNA转录就是一步一步的安装说明。

通过结合基因表达分析及对植物生物学的理解,研究人员能够了解基因是如何相互作用来创建复杂的表型,加州大学戴维斯分校植物生物学教授及论文的共同作者Neelima Sinha说。

“基因组学有一些先前的以完成的针对每一个基因的分析研究,而这些研究是我们用了多年的时间来完成的。”她说。

“十年前我们不可能做出这样的研究——以任何一种合理的预算也不可能。”Maloof说, “它(这项研究)为我们植物学家开辟了很多可以研究的新的领域。”(EurekAlert!)





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