基因测序让水稻基因“复活”(图)

最近中国科学院遗传与发育生物学研究所的曹晓风院士带着团队搞出了个大新闻,给我们平时熟悉的进化理论打开了个新视角。大家都知道,生命科学的这块地盘最早是查尔斯·达尔文和让-巴蒂斯特·拉马克这两位老爷子给奠定的。达尔文讲的是自然选择这一套,“物竞天择,适者生存”,说的就是物种怎么靠基因突变和环境淘汰慢慢变来变去;拉马克那时候脑洞开得比较大,觉得用得多的地方变发达了就能遗传给后代。 这两家理论以前老是打架,一个讲基因突变是原材料,另一个讲后天获得的性状能直接传下去。后来随着分子生物学越来越发达,达尔文那套因为有基因证据就坐稳了交椅,拉马克这边因为找不到具体的分子机制就只能靠边站了。 但这事儿没那么简单,最近咱们中国的团队直接在水稻上搞实验了。他们把原本长在南方的水稻挪到了东北那种寒冷的地方种了好几代,发现有些植株耐寒性变强了。一开始看这挺像是拉马克说的那个环境锻炼产生适应性能遗传的事儿。不过咱们科学家用基因测序一看,这些耐寒的水稻基因DNA序列压根没变。 这下就有点意思了。原来南方水稻的基因里本来就有耐寒的家伙藏着呢,只是在温暖的老家被一种化学修饰给封死了,用不了。等到搬到东北去受冻了,低温这种压力就像给基因解了锁一样,让那些本来睡着的基因醒过来干活儿。更绝的是,这种被解锁的状态还能通过生殖细胞传给下一代。 这就把“获得性遗传”那套说法给救活了。也就是说它不是把变出来的性状直接传下去,而是把环境诱导出的那种能改变基因表达方式的信息传下去了。曹晓风团队干的活儿告诉我们,物种面对环境变化不光靠漫长的基因突变碰运气,还能调用身体里本来就有的备用基因库。 这项研究不仅是帮历史上的观点找回了面子,更是给咱们展示了一种新的快速适应环境的办法。它不仅丰富了我们对进化的理解,还让我们知道了表观遗传学在这中间有多重要。以后给作物搞分子设计育种的时候,没准儿也能顺着这条路子来。科学就是在不断找茬儿、检验老理论的过程中往前跑的嘛。