战舰世界舰长什么用:物理与生物逆境因子可提高植物后代变异的几率

来源：百度文库编辑：偶看新闻时间：2024/04/29 02:03:31

病菌感染、紫外线辐射等等刺激会让部分植物细胞发生基因突变的几率升高，有时甚至会搅乱它们DNA片断。一些科学家推测，通过增大自身的基因机动性，植物能够提高基因突变的能力，让自己适应这种不利的环境。现在看来，植物还能把这种基因的机动性传给它们的后代。
瑞士巴赛尔Friedrich Miescher 生物医学研究所Barbara Hohn实验室的研究人员，研究了它们同源重组（homologous recombination）的过程。所谓同源重组就是发生在同源序列间的重组，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。逆境中的植物更容易出现这种情况。比如，研究人员研究过切尔诺贝利核事故现场附近的植物，发现它们遭受的辐射量越大，体内发生同源重组的几率就越高。
实验室的一位学生偶然检测到，一批特别的水芹（或者说是拟南芥）种子的同源重组率出奇地高。一路追溯这批种子的来源，发现它们的父代曾经遭受过辐射。
“没人想到过这个”，Hohn说，“纯粹是运气。”
逆境中的记忆
这个意外的发现之后，Hohn小组开始展开进一步的检测。小组研究的发现跟预期的一样。当研究人员对父代植物进行过度紫外线照射，或者模拟一次病菌的攻击，某些细胞的同源重组几率就会提高。当这些变化出现在用于生产后代的细胞中，那么所有的子代都带有这种基因突变。
不过，令人吃惊地是，即使负责繁殖的细胞没有发生突变，下一代的细胞中发生同源重组的几率还是会提高。它们已经遗传到发生变异的倾向。
最初受到刺激的记忆会持续很长时间；至少四代的同源重组水平会受影响。
植物如何能把这种记忆代代相传？我们还不是很清楚。Hohn相信这种机制在表观遗传学的范围之内——也就是说，表观遗传学（epigenetics）是与遗传学相对，研究不需要改变DNA序列的基因变化。举例来说，一株植物的DNA在它一生中发生过化学改变，这些变化可以被复制到后代的DNA，或者RNA（帮助把DNA信息传送给蛋白质的中间媒介），也许就能把父代细胞中的信息遗传给它们的孩子。
Hohn很快指出她的实验室还没发现这些植物后代的抗逆性，所以，现在还不清楚这种遗传的意义有多大。“如果植物变得能对抗紫外线或者细菌”，她说，“那可能是一种适应性的进化。”不过，实验室还没有就此进行过测试。

适应逆境
这说明，植物可能会详细策划、应付刺激。美国俄亥俄州凯斯西储大学的一位生物学家Christopher Cullis说。“植物不可能抽身起来，搬到更好的地方去。它们不得不找个应对的办法。”但是，一次突然的刺激竟然能引发这样长期的反应，他觉得很意外。
华盛顿大学的生物学教授Eric Richards认为Hohn实验室的结论很有吸引力。他补充说，接下来会很有意思，可以去检测植物整个基因组的重组率是否有所提高。目前，Hohn实验室只是针对一个特殊基因开展工作，所以他们还没能扩大这个结论适用的范围。
“我认为，世界上表观遗传的现象很多，远远超过人们的想象，”Richards本身就是研究植物表观遗传的，他说，“我认为，已经到了必须重视这些现象的时候。”

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