南極花卉的基因組奧秘:為新一代品種與作物適應環境的經驗

编辑者: An goldy

在地球上最嚴酷的角落之一,氣溫降至零下四十度以下,紫外線無情地照射,卻依然有一種樸實的植物在此綻放。Colobanthus quitensis,即南極珍珠草,是南極洲僅有的兩種能生存的開花植物之一。近日,由愛德華多·卡斯特羅(Eduardo Castro)和克勞迪奧·梅內塞斯(Claudio Meneses)領導的智利科學家團隊,繪製了該物種迄今為止最完整的基因圖譜,並發表在《基因組生物學與進化》(Genome Biology and Evolution)期刊上。

這種植物不僅能抵禦嚴寒與乾旱,還能承受強烈的紫外線輻射。這些特質長期以來吸引了生物學家的關注。如今,隨著 Polarix 項目將其基因組圖譜組裝成四十個染色體框架,研究人員獲得了一種精確研究抗性基因的工具。此前的嘗試,包括韓國同行的研究,僅能提供片段化的圖像。

這項工作的目的並非創造轉基因生物。科學家們打算利用現代方法編輯現有農作物的基因組,將南極植物的優良性狀傳遞給它們。據卡斯特羅稱,從尋找特定基因到最終培育出商業品種,可能需要五到十年的時間。

Colobanthus quitensis 在缺水和極端溫度下保持生命力的能力,看起來就像是大自然為培育更具韌性的農作物所提供的啟示。

這裡的類比很簡單:想像一座房子,它的建造方式使其既能抵禦嚴寒,又能承受酷暑,且無需不斷維修。基因圖譜讓我們有機會了解植物的這種結構是由哪些「磚塊」組成的。接下來,只需將所需的元件轉移到其他物種中,而不破壞它們的自然完整性即可。

智利團隊的工作建立在多年的觀察和國際合作基礎上,包括來自加利福尼亞的支持。所得數據為進一步研究打開了大門,但目前仍處於實驗室分析階段。在田間應用方面的具體成果不會立即顯現。

一張精確的南極植物基因圖譜,在今天已經有助於我們理解哪些機制讓生命得以在看似不該存在的地方延續,以及這些機制如何在不斷變化的世界中發揮作用。

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來源

  • Chile-led team maps Antarctic plant genome, step towards climate-resilient crops

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