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德首次成功量化植物基因突变速度

  德国首次成功定量了植物基因突变率

  德国马克斯 - 普朗克发育生物学研究所的科学家们首次直接测量了植物突变率。这项研究从一个新的角度展示了进化的基本过程,并解释了为什么除草剂使用几年后失败。最近在“科学”杂志上发表的相关研究。突变是生物进化的原始力量。个体之间有遗传差异,那些能更好地适应环境的人更有机会继承自己的基因,从而使生命的进化,但遗传变化的速度到目前为止还不清楚。马克斯 - 普朗克发育生物学研究所所长,Detlef Weigel教授领导的五组拟南芥基因的遗传追踪研究已有30多年的历史,研究比较了每代基因与世代之间的差异上一代首次量化植物基因变化的速度。通过对整个基因组的广泛比较,研究人员发现,在每个拟南芥的五年中,每个碱基,碱基对的平均20个DNA成分已经改变。新突变的数量似乎非常低,但是如果这个过程在一个物种的所有个体中同时进行,整个遗传物质将显示出令人惊讶的变化:如果有6000万拟南芥,其基因组几乎是每个平均差异发生在一个地点。科学家们在1.2亿个碱基对上发现了这些微小的变化,为了可靠地区分真正的突变和实验错误,科学家们不仅用新的方法来寻找和追踪基因突变,而且对每个基因组进行了30次完整的测序,来自Weigl教授的新数据显示,与拟南芥同源但是在许多性状上差异很大的姊妹物种拟南芥(Arabidopsis thaliana)没有从先前认为的500万年分离出来,已经分离了2000万年前,除了遗传变化的速度之外,这项研究还可以让科学家重新认识基因组中新突变的分布,研究人员发现并非所有的可能的突变是均匀分布的。对于4种不同类型的基因组碱基对(A,G,C,T)是可能的,但其中一种占所有突变的一半。这项研究的结果提供了一个好的解释为什么大规模使用的除草剂在几年内将变得无效。各种杂草都受到除草剂的影响,其基因组迅速适应拟南芥等变化,出现除草剂抗性条件。魏格教授说,解决这个问题的办法之一,尤其明显的是除草剂作用于一个单一的基因,寻找在几个基因上共同作用的除草剂。
 

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