為什么有些植物對溫度下降非常敏感，有些植物卻能夠耐受北方的嚴(yán)寒？原因就蘊(yùn)藏在植物的基因組中，抗性植物能夠在正確的時(shí)機(jī)激活抗性基因，從而在不利的環(huán)境條件下茂盛生長。不過，人們對激活植物基因的調(diào)控機(jī)制，還并不十分了解。
McGill大學(xué)和多倫多大學(xué)的科學(xué)家們，對十字花科植物進(jìn)行了基因組研究，獲得了超過90,000個非編碼保守序列的基因組圖譜。這項(xiàng)研究于六月三十日發(fā)表在Nature Genetics雜志上，將有助于人們進(jìn)一步解析植物的基因調(diào)控系統(tǒng)。
“保守的非編碼區(qū)域，對于調(diào)控基因的開關(guān)可能有重要作用。在此基礎(chǔ)上，這些區(qū)域可以調(diào)節(jié)植物的發(fā)育，影響植物對環(huán)境條件的應(yīng)答，”這項(xiàng)研究的之一，McGill大學(xué)的Mathieu Blanchette教授說。
十字花科是一個大型的植物家族，包括多種重要的農(nóng)作物。研究人員對一些十字花科植物進(jìn)行了基因組測序，深入分析這類植物的基因組序列。他們在基因組中鑒定了超過90,000個基因組區(qū)域，這些區(qū)域沒有編碼蛋白質(zhì)，但在不同種屬之間高度保守。這項(xiàng)研究是對植物的非編碼保守序列作圖，可以幫助人們定位農(nóng)作物基因組中的調(diào)節(jié)區(qū)域，特別是一種主要的農(nóng)作物——油菜。
一個生物的基因組中，到底有多少具有重要功能，又有多少屬于“垃圾”DNA？這個問題一直是生物學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。鑒定基因組中的蛋白編碼部分相對簡單，但許多非編碼區(qū)域也具有重要的調(diào)控作用，這些區(qū)域負(fù)責(zé)在正確的條件下、正確的組織中激活特定基因。
在植物的基因組中，編碼蛋白的基因數(shù)與人類差不多。不過這項(xiàng)研究顯示，控制植物基因的調(diào)控序列要比人類的調(diào)控序列簡單得多，植物調(diào)控序列的復(fù)雜性介于真菌和線蟲之間。“我們可以看到，不同生物的復(fù)雜性，并不是主要取決于基因。這種復(fù)雜性更大程度上來源于基因的調(diào)控系統(tǒng)，”文章的共同作者，McGill大學(xué)的Thomas Bureau教授說。
農(nóng)作物的一些性狀對于農(nóng)民來說非常重要，例如抗旱、耐寒等等。目前研究人員正在進(jìn)一步解析植物的非編碼保守序列，希望鑒定與上述性狀有關(guān)的調(diào)控區(qū)域。
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