科技日?qǐng)?bào)北京5月17日電 （記者劉海英）美國(guó)研究人員最近發(fā)現(xiàn)，僅占玉米基因組1％左右的開放染色質(zhì)，決定著將近一半的玉米多樣性特征。這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家能夠更容易地開展轉(zhuǎn)基因玉米研究，開發(fā)出更耐旱或更高產(chǎn)的玉米品種，從而緩解人類面臨的糧食壓力。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
大多數(shù)基因組中的DNA鏈都緊緊盤繞在細(xì)胞核內(nèi)，如果將人類或玉米細(xì)胞中的DNA鏈延展開來(lái)會(huì)有2米長(zhǎng)，而在細(xì)胞核內(nèi)，它們被壓縮至原來(lái)的百萬(wàn)分之一左右。但也有一些區(qū)域的DNA鏈并沒(méi)有緊緊盤繞，它們被稱為開放染色質(zhì)，協(xié)調(diào)著復(fù)雜的基因調(diào)控模式。為更好地了解開放染色質(zhì)的功用，美國(guó)康奈爾大學(xué)和佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究人員合作，利用一種基因映射技術(shù)，對(duì)玉米基因組進(jìn)行了研究。
研究人員培育了600株玉米苗，從其根、莖和葉片中收集組織，提取細(xì)胞核。他們利用一種可以切除DNA特定部分的酶來(lái)處理細(xì)胞核，然后通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析，確定了基因組中的開放染色質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)，這一小部分染色質(zhì)包含了大量信息，決定了玉米棒的大小、形狀，玉米粒的淀粉含量以及植株的壓力反應(yīng)等特質(zhì)。
康奈爾大學(xué)16日發(fā)布的新聞公報(bào)中稱，有大約一半的玉米多樣性特征，是由這些開放染色質(zhì)決定的，另一半則由其他基因決定，這兩部分基因加在一起只占整個(gè)玉米基因組的3％左右。
玉米是世界主要糧食作物之一，同時(shí)也被認(rèn)為是一種進(jìn)行科學(xué)研究的典型物種。幾十年來(lái)，科學(xué)家在玉米遺傳機(jī)制研究方面取得了不少突破性進(jìn)展。研究人員表示，最新研究成果不僅可以大大縮小玉米育種和基因編輯所需篩查的基因范圍，加快作物改良進(jìn)程，開發(fā)出更耐旱或更高產(chǎn)的玉米品種，同時(shí)也為其他農(nóng)作物研究指明了方向，這對(duì)緩解日益嚴(yán)峻的全球糧食問(wèn)題無(wú)疑是一個(gè)好消息。
總編輯圈點(diǎn)
1％的基因決定了玉米多樣性，這就解釋了為什么跟人類相處短短兩千年，玉米就面目全非，從一種穗子瘦弱的雜草變成了高個(gè)兒的大棒子，還分化出這么多變種。玉米是現(xiàn)在世界上最重要的作物，人類消費(fèi)的大部分肉和糖漿都得靠它。找到玉米的基因靶區(qū)，對(duì)農(nóng)業(yè)是個(gè)大利好。
