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來源:光明網(wǎng)
春天里滿樹紅霞的紅葉桃,實(shí)際上隱藏著令人驚嘆的生存智慧。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所的科學(xué)家們最近解開了這個(gè)謎題:盡管紅葉桃以其絢麗的葉片色彩聞名,但它們需要承受比其他桃種更容易生病的挑戰(zhàn),這種看似矛盾的生存現(xiàn)象背后,是一場基因重組的奇妙過程。
紅葉桃。中國農(nóng)科院鄭果所供圖
這一發(fā)現(xiàn)不僅為紅葉桃分子育種提供了全新理論框架,還為培育兼具觀賞價(jià)值和抗病性的新型桃樹品種指明了關(guān)鍵方向。該研究成果發(fā)表在《New Phytologist》期刊上。
研究團(tuán)隊(duì)通過整合群體遺傳學(xué)、BSA混池測序和lncRNA測序等先進(jìn)技術(shù),發(fā)現(xiàn)了紅葉桃染色體間易位的現(xiàn)象。更具體地說,這就像兩本書的章節(jié)被錯(cuò)誤地拼接在一起,6號染色體與8號染色體的位置發(fā)生了交換。
在基因?qū)用妫?號染色體上的一個(gè)關(guān)鍵基因PpRPP13("免疫開關(guān)"啟動子片段)被錯(cuò)誤地插入到了6號染色體上的PpMYB114基因的反向區(qū)域。
這種基因錯(cuò)誤帶來了雙重影響:一方面激活了"美顏基因",導(dǎo)致葉片合成紅色素(花青素),從而實(shí)現(xiàn)了紅葉桃獨(dú)特的景觀價(jià)值;另一方面卻關(guān)閉了"免疫基因",原本負(fù)責(zé)抵抗白粉病的PpRPP13基因因此沉默,就像按下了一個(gè)關(guān)鍵的開關(guān)。
專家指出,葉片獲得絢麗色彩卻喪失抗性,本質(zhì)上反映了植物在資源分配上的權(quán)衡:為了合成色素,植物需要將更多能量和資源分配到這里,導(dǎo)致防御能力下降。這種現(xiàn)象揭示了植物在適應(yīng)環(huán)境過程中所采取的復(fù)雜策略,同時(shí)也為我們理解植物的進(jìn)化和生態(tài)功能提供了重要見解。
該研究的第一作者是鄭果所助理研究員孫世航和博士研究生孟君仁,通訊作者是該所研究員曾文芳。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程以及鄭州果樹研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等多個(gè)項(xiàng)目的資助。(宋雅娟)
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