新浪科技訊 北京時間4月30日消息，長期以來，動植物進化是科學領域的一個(ge) 未解謎團，許多專(zhuan) 家猜測它們(men) 會(hui) 從(cong) 其他物種竊取基因來加速進化過程。生物學家格雷戈·孟德爾從(cong) 事多年生物基因研究，他在捷克布爾諾市修道院花園裏進行了甜豌豆種植實驗，為(wei) 我們(men) 理解現代遺傳(chuan) 學和遺傳(chuan) 理論奠定了基礎，他在19世紀獲得的研究成果有助於(yu) 科學家確定動物雙親(qin) 將自己的遺傳(chuan) 信息傳(chuan) 遞給後代。目前，他的最新研究表明，植物的基因來源並不簡單，除了遺傳(chuan) 之外，它們(men) 還可能從(cong) 其他物種竊取基因，從(cong) 而加速進化曆程。

　　這個(ge) 假設理論構成了我們(men) 對生物進化的理解基礎，但我們(men) 現在知道，該過程並非“空穴來風”，一些種植最廣泛的作物可能正在通過竊取基因悄然補充它們(men) 的基因，從(cong) 而篡改整個(ge) 生物係統，近日發表在《新植物學家雜誌》的一項最新研究表明，生物竊取其他物種基因的現象是真實的，草本植物就是實例。

　　草類植物並非生物竊取其他物種基因的唯一罪魁禍首，在這方麵，細菌是“主謀”，它們(men) 能夠自由地從(cong) 環境中吸收遺傳(chuan) 信息，該過程被稱為(wei) “橫向基因轉移”，並被認為(wei) 在抗生素耐藥性等特征傳(chuan) 播中發揮了重要作用。

　　盡管科學家們(men) 最初認為(wei) 這一過程僅(jin) 限於(yu) 細菌，但後期越來越多的動物和植物實驗證實了它們(men) 也參與(yu) 該過程，例如：蚜蟲可以身體(ti) 合成一種紅色真菌色素來避免被捕食，蘑菇可以共享遺傳(chuan) 指令來合成具有影響神經係統的化合物，白蠅可以利用宿主植物作為(wei) 防禦屏障。
 

　　神秘的基因轉移

　　草本植物是最重要的生態和經濟植物群，它們(men) 覆蓋了全球陸地麵積的20-40%，全球種植最廣泛的幾種草本植物包括水稻、玉米、小麥、甘蔗等，生物學家孟德爾的最新研究首次表明，橫向基因轉移在草本植物中廣泛存在，並且在野生和栽培物種中都有發生。

　　孟德爾指出，我們(men) 的發現是基於(yu) 基因分析研究，它將有助於(yu) 我們(men) 追蹤世界各地17種草本植物的基因組中每個(ge) 基因的起源，正如預期的那樣，絕大多數草本植物的基因與(yu) 被發現的物種具有相同的進化曆史，這表明它們(men) 是“代代相傳(chuan) ”，然而，我們(men) 發現了100多個(ge) 物種和基因的進化曆史存在差異。

　　該結果表明，這些基因在被轉移到受體(ti) 的基因組之前，曾在另一種遠親(qin) 草本物種中存在過。我們(men) 知道物種基因邊界具有交叉滲透性，而物種雜交可能是密切相關(guan) 的生物體(ti) 之間繁衍的結果，雜交和橫向基因轉移最終會(hui) 產(chan) 生類似的效果，產(chan) 生可能有利也可能不利於(yu) 物種生存的新基因組合。

　　然而，橫向基因轉移不是一個(ge) 生殖過程，因此它潛在連接生命進化樹中更深層次的分支，促進遺傳(chuan) 物質跨越更廣泛的進化距離，在草本植物之間轉移的基因具有與(yu) 能量生產(chan) 、耐受性和抗病相關(guan) 的功能，這可能會(hui) 讓它們(men) 長得更大、更高和更強壯，從(cong) 而賦予它們(men) 一定的進化優(you) 勢。

　　在17種禾本科作物（包括玉米、穀子和小麥）中，有13種的基因組檢測到外源DNA，最重要的問題是，這些基因是如何在物種之間轉移的？事實上，我們(men) 並不知道，可能永遠不會(hui) 確定這些基因的轉移情況，因為(wei) 有幾個(ge) 潛在的機製，而且可能涉及不止一個(ge) 。

　　畢竟物種進化是發生在數千年甚至數百萬(wan) 年前的事情，但是，在當前根莖草本物種中，轉移基因的物種數量有了顯著的增長，根莖結構是植物一種不斷進化的結果，可使植物無性繁殖（根莖作為(wei) 植物的一部分可用於(yu) 生成新的植株）。DNA轉移到根莖可通過地下植物物種之間的直接接觸實現，也可能通過根莖融合形成，有趣的是，近期科學家觀察到DNA在煙草植株之間轉移。

　　當植物進行無性繁殖時，任何轉移至根莖的外來DNA都會(hui) 在它們(men) 子代所有細胞中複製，隨後這些外來DNA會(hui) 進入遺傳(chuan) 細胞係統（將其遺傳(chuan) 物質傳(chuan) 遞給後代的細胞），並在子代植株開花和產(chan) 生種子的時候逐代遺傳(chuan) 下來。

　　轉基因爭(zheng) 議

　　這項最新研究結果表明，草本植物已對自身進行了基因改造，這是否是支持或者反對轉基因植物進化理論的有效證據，取決(jue) 於(yu) 人們(men) 對該轉基因爭(zheng) 議的主觀意識。

　　如果草本植物能很自然地進化——竊取其他物種的DNA，那麽(me) 我們(men) 為(wei) 什麽(me) 不能對植物進行轉基因培育呢？這項研究表明，基因可以在草本物種之間自由轉移，不論它們(men) 的親(qin) 緣關(guan) 係有多密切，因此，任何插入轉基因草本植物的基因最終都可能進入“野生”草本物種，產(chan) 生所謂的“超級雜草”。

　　最終，如果我們(men) 能確定橫向基因轉移是如何在草本植物中發生的，我們(men) 就可以利用該過程，從(cong) 而能自然地改造農(nong) 作物，使它們(men) 更能抵禦氣候變化產(chan) 生的影響。


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