根據一項新的研究,繼承於“即插即用”風格的大量基因塊在進化適應中的作用可能比以前認為的要大。 性質。.
生物學家在野生向日葵種群中鑑定出其中37種所謂的“超基因”,並發現它們控制著對適應當地生境至關重要的大量性狀的模塊化轉移。這些因素包括種子大小,開花時間以及承受環境壓力(例如乾旱或有限的養分利用率)的能力等。
“我們很驚訝,”不列顛哥倫比亞大學(UBC)遺傳學家Marco Todesco說。 “以前曾報導過個別超基因控制適應性偏財運生肖狀的情況,但目前尚不清楚它們是規則還是只是少數奇怪的例外。發現的結果是,超基因在適應過程中起著普遍的作用,並且可能真正龐大。”
大量的“即插即用”基因在適應中起著極其重要的作用,並且可能有助於填補達爾文理論中的持久空白。
電競運彩抽獎該研究中鑑定出的最大的超基因由超過1億個鹼基對(大於許多人類染色體)和1,819個基因組成。
這項研究可以幫助解決達爾文的自然選擇理論(namel)懸而未決的問題金好贏娛樂城y,並存並相互交配的生物種群仍如何能夠適應獨特的性狀並分化成不同的物種。
UBC的進化生物學家Loren Rieseberg說:“進化生物學家最初認為,種群之間的地理隔離是他們分化為生態種族或分離物種所必需的。” “但是最近的研究表明,並存的人口可以而且確實可以分化。”
“儘管與附近的非適應人群進行了基因交換,但控制這種分化的性狀似乎經常作為超基因一起遺傳。在許多情況下,植物能夠通過從已經適應的相關物種中藉用一兩個超基因來適應新環境。”
超基因在向日葵物種適應中起主要作用的生境實例包括德克薩斯州沿海平原,沙丘和墨西哥灣的沿海隔離島。在後一種情況下,3000萬個鹼基對長的超基因控制著適應得克九牛娛樂城薩斯州的屏障島和沿海平原的向日葵的開花時間相差兩個半月以上。在隔離島種群中發現的超基因的早期開花版本最初來自普通向日葵。
在某些情況下,超基因的供體物種可能已經滅絕。托德斯科說:“我們認為可能會發生的事情是,一個物種到達了一個新的棲息地,從本地相關物種中’竊取’適應性超基因,然後替代了該物種。” “我們可以稱其為’幽靈超基因’,這是一個不再存在的物種的揮之不去的貢獻。”
由於它們的多樣性和適應惡劣環境的能力,野生向日葵已成為進化研究的模型系統。
“卑詩省基因組自2009年以來一直在投資這項工作,”卑詩省基因組農業食品和自然資源總監Lisey Mascarenhas說。 “願景,戰略投資和科學領導力的融合幫助推動了向日葵基因組學研究的創新,這將對糧食安全產生重大影響,並繼續吸引全球投資於卑詩省。”
這個調查娛樂城註冊送研究人員對來自三種野生向日葵種的1,500多種植物的基因組進行了測序:普通向日葵(向日葵),草原向日葵(向日葵)和銀葉向日葵(向日葵然後,他們研究了遺傳變異與80多個性狀之間的關聯娛樂城推薦ptt他們監控了植物的整個生長過程,並監測了其原始種群的土壤和氣候。結果是迄今為止最大,最全面的證明,即結構變異(染色體結構的重新排列首先主要負責產生超基因)在適應和物種形成中起著根本性和廣泛的作用。
除超基因外,該研究還鑑定了許多獨立的基因,這些基因似乎賦予了對野生向日葵面臨的環境脅迫(包括乾旱,高溫和低營養脅迫)的抗性。這些獨立的基因對於葵花育種者將具有寶貴的價值,因為他們培育出可以忍受未來氣候變化預測的更極端生長條件的品種。從農業的角度來看,它們提供的功能比超基因更大。
托德斯科說:“由於它們是一攬子工作,因此將超基因引入栽培向日葵中將意味著既保留與之相關的有益特徵,也保留有害特徵。” “雖然超基因包含幾個在農業環境中可能有益的基因,但它們還包含數百個其他基因,其中一些可能對作物沒有那麼大的益處。例如,通過降低產量或改變種子的油含量。”
參考:Todesco等。 (2020)。大量單體型是向日葵生態型分化的基礎。 性質。 DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2467-6。
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