4月25日，澎湃新聞（www.thepaperr.cn）從中國(guó)農(nóng)科院獲悉，中國(guó)農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)聯(lián)合英國(guó)約翰·英納斯中心等國(guó)內(nèi)外多家優(yōu)勢(shì)單位在豌豆重要性狀的遺傳解析方面取得重要突破，首次鑒定了調(diào)控豌豆果莢顏色、果莢形狀和花的位置等表型變異背后的目標(biāo)基因及其突變機(jī)制，全面解答了孟德爾豌豆七大性狀的基因之謎。

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該研究不僅回答了160年前孟德爾豌豆研究遺留下來的“未解之謎”，還為豌豆品種改良和精準(zhǔn)育種提供了新視野、新工具，相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然（Nature）》上。

1865年，孟德爾通過豌豆7對(duì)相對(duì)性狀（種子圓皺、子葉顏色、花色、花的位置、果莢形態(tài)、果莢顏色和株高）的雜交實(shí)驗(yàn)，首次提出“遺傳因子”控制性狀的理論，并推導(dǎo)出遺傳變異在世代間傳遞的獨(dú)立分離和自由組合規(guī)律。受限于當(dāng)時(shí)時(shí)代背景和技術(shù)條件，他未能揭示這些因子的分子本質(zhì)。后續(xù)研究歷經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)，科學(xué)家陸續(xù)定位到控制種子圓皺、株高、子葉顏色和花色的基因，但控制果莢顏色、果莢形態(tài)和花的位置的關(guān)鍵基因至今仍是遺傳學(xué)未解之謎。

研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用基因組學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和分子生物學(xué)等手段，對(duì)近700份豌豆群體的演化進(jìn)程與基因組多樣性展開系統(tǒng)解析，分別從分子和基因組層面揭開了謎題。研究發(fā)現(xiàn)，果莢的黃（隱性）與綠（顯性）的差異，是由于果莢中葉綠素合成途徑的最后一步受到調(diào)控干擾所致；而控制果莢飽滿與皺縮狀態(tài)的是兩個(gè)彼此獨(dú)立、但功能相關(guān)的發(fā)育調(diào)控基因，二者可獨(dú)立造成皺莢，也可共同作用；花位置（"帶狀化"現(xiàn)象）是孟德爾七大性狀中最復(fù)雜的一個(gè)，由編碼類共受體激酶的基因主導(dǎo)，通過延遲、削弱或掩蓋其突變效應(yīng)，改變最終的表型呈現(xiàn)。

研究還構(gòu)建了迄今最全面的豌豆群體高分辨率的單倍型變異圖譜和表型變異圖譜，解析了72個(gè)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)。這些發(fā)現(xiàn)不僅補(bǔ)全了孟德爾七大經(jīng)典遺傳性狀的最后一塊“拼圖”，更為應(yīng)用分子標(biāo)記輔助育種、基因組選擇育種提供了更精準(zhǔn)、更豐富的“遺傳指南針”。

該研究了得到了廣東省高層次人才團(tuán)隊(duì)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的資助。