刊名:分子植物育种
主办:海南省生物工程协会
主管:海南省科学技术会
ISSN:1672-416X
CN:46-1068/S
语言:中文
周期:半月
影响因子:0.803252
数据库收录:
北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);农业与生物科学研究中心文摘;化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:农艺学
期刊热词:
研究报告
但偶尔的偏差总会发生,无论如何,对人类来说幸运地是,乌拉尔图小麦和拟山羊草这两种亲缘关系较远的物种,竟然克服了生殖隔离,形成了野生的二粒小麦(T. turgidum)。
图示:人类驯化和培育过的小麦品种。其中第三种就是普通小麦,占所有品种小麦总产量的95%。第7种和第八种分别是二粒小麦(普通小麦的祖先)和一粒小麦,是最先被驯化的品种。
当野生的二粒小麦被最初的农民驯化之后,在栽培的过程中,它和小麦田中的一种常见野草,野生山羊草属植物节节麦(Aegilops tauschii,也叫粗山羊草),再次幸运的发生了一次杂交,于是普通小麦诞生了。农夫在下一季播种时候,极少的第一代普通小麦出现在二粒小麦田中时,应该相当的显眼,它明显更加优良,更符合人类的需要,而更幸运的是,将普通小麦种下去,你还能继续稳定的得到普通小麦!而这次发生在小麦田中的杂交事件(极大可能发生在小麦田中),大约发生在8000年前。这就是现代基因组学对小麦的研究成果。
那么为何来自三种植物的杂交,能成就可以稳定传代的普通小麦?秘密就在于染色体翻倍的基因突变,植物细胞在生长的时候,由于环境温度的突然变化或者某些化学物质的干扰和影响,都会影响有丝和减数的过程,由此产生染色体数量加倍的现象。即染色体已经复制完成,但并没有成两个细胞,回到了初始状态,当下一次再次时,这个突变的细胞的后代就都拥有翻番的染色体了。
图示:普通小麦细胞中含有三套不同的基因组,分别来自三种植物,通常写成AABBDD。通过染色体加倍的过程,当形成配子的时候,所有染色体都能顺利找到配对的染色体,实现正常的。动物细胞的问题在于,它们不能承受染色体翻倍带来的其他问题,否则利用现代技术手段将马和驴的受精中的染色体翻倍,就能得到稳定的骡子品系了 。而由于不能得到稳定遗传的骡子的品系,也就谈不上继续对骡子进行选种改良的可能性了。
转基因:天然转基因,基因的横向传播除了生殖细胞基因突变(大多数是不利的或者中性的,只有极少数时候会得到有利的突变),以及通过生殖的混合基因组(种内或种间杂交)得到具有遗传差异的后代之外,自然界天然存在着基因的转移现象。这样的基因交流主要是通过病毒来完成的。
以人类为例,伴随着人类基因组的解码和破译工作,科学家们发现一个惊人的事实,在人类基因组中存在众多病毒的基因信息,这些人类基因组自带的病毒信息,被称为人内源性逆转录病毒(HERV),而且数量不少,占据人类基因组的8%,最开始这个发现让人惊悚,而且主观上认为这多半对人健康不利,但后续的研究发现,这些基因的存在有利有弊,首先许多病毒基因序列是被封闭的,不会表达,这是人体的保护机制,但除此之外,部分内源性病毒基因,参与了哺乳动物的演化过程,还和哺乳动物的生育息息相关,影响哺乳动物的胎盘发育,是妊娠不可缺少的基因,而它们进入我们的身体的历史也相当古老了,至少在几百万年之前,这些病毒侵袭了我们的老祖先,并参与了老祖先进化成人类的漫漫旅途。它们究竟该算外来的异物还是应该算成构成人体的一个部分,现在成了一个哲学问题。因为,它们依然保留着许多病毒的特性,否则科学家也就不会把它们从人类基因组的信息中发现它们的踪迹了。是的,我们每一个人,都是转基因人,是被众多逆转录病毒转过基因。
当然,不仅人被转了基因,事实上伴随着我们解码的动植物、微生物、病毒的基因组越来越多,这种通过病毒的携带,将病毒乃至别的物种的基因在自然界横向传播(自然转基因;Horizontal Gene Transfer, HGT)的现象就越是平凡而常见,是自然界的运作之一,而毫无疑问这将改变我们对地球生态系统的认识,以及生物演化的驱动力和偶然性的重新思考。总之,万物一体,这句话不再是纯粹的玄言。
人工转基因人工转基因技术之所以能成为现实,依赖的正是天然转基因现象。在研究植物肿瘤的过程中,农学科学家发现了罪魁祸首是一种细菌:农杆菌(Agrobacterium)。而它之所以诱发被感染的植物长出肿瘤的原因在于,它带有一个很特别的DNA分子,这个分子能将自身整合到植物的DNA中去,这个分子被称为T-DNA。
图示:植物肿瘤。植物对肿瘤的耐受性比动物好许多,著名的根瘤,也是通过根瘤菌和豆科植物共谋的产物。
有了T-DNA和农杆菌,就有了一个人工转移有潜在商业价值基因的利器。至于后面发生的事情,就不多述了。作为一种技术,它本身是中性的,至于为善为恶,依赖的是监管。就像交通规则对汽车行驶的管理一样,而欧洲对转基因技术的,无论初衷和真实的原因是什么,但的确也促进了这个行业的许多管理制度的建立和成熟。但人们其实很有偏见,并没有对所有农业技术都要求同样的安全度和监管制度。比如,对于杂交的产物,仅仅因为这项技术很古老,很常见,因此人们似乎就认为杂交是不会有风险的。但 实际上则不然,杂交产物由于将两套从未合作过的基因组放到同一个细胞中,其结果的不可测和不可控性远远超过转基因产物。要知道现在的审批制度下,转入多个基因的产品几乎不可能通过严苛的安全审查,但杂交的时候可是引入了数以千万的新基因。
文章来源:《分子植物育种》 网址: http://www.fzzwyzzz.cn/zonghexinwen/2022/1206/658.html
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