第一次发现植物的完整DNA序列可能远比人类DNA序列的发现更具震撼力。

  一种与甘蓝、花椰菜、球芽甘蓝有亲缘关系的纤弱的芥属草本植物——拟南芥,成为第一株DNA完整序列的植物,从而使它彪炳史册。

  参与这场耗资达7000万美元研究的植物基因组序列国际研究人员于200012月间分别在伦敦、布鲁塞尔、华盛顿和东京召开的新闻发布会上宣布他们的研究已经取得突破性进展。

  拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种草本植物,生长范围遍及全球,从北极圈到赤道都有它的足迹。植物基因学家对其钟爱有加,因为,它虽然小却能在数星期内变为成株,而且易于进行基因修补。它的基因组很小,但五脏俱全,包含了所有开花植物的基因秘密。这种植物的所有26000个基因现已被发现。研究者们认为就此可以揭开诸多秘密,例如植物是如何产生的,它们是如何生长的,是什么使它们区别于地球上的其他生命形式。

  利用植物基因蓝图的光明前景

  农民可望利用这种植物的DNA图谱来加速农作物的生长,使产量大幅提高,并具有更好的抵御病虫害的能力。

  “我认为它比人类基因组重要得多,奥托林·莱色、约克大学的世界拟南芥研究联盟的主要成员之一说。“植物是所有生态系统的基础,它们提供了生物链的能量输入。”莱色认为这种植物的基因组可以提高粮食的质量和可利用率,从而大大缓解人类营养不良的现状。这可能比在20006月草拟的通过发展研究人类基因组工程来生产相应的基因药物能拯救更多的生命。

  来自全世界的300个研究人员通力合作,在1996年开始为这种草本植物的5个染色体排序,于200010月,提前4年完成。实验的结果已经公诸于世。他们发现这种草本植物将近60%的基因是自复制的。这是因为1亿年以前,它就采用了一套独特的染色体系统。研究人员认为植物这样做是为了使它们具有更强的基因适应性,以利在不牺牲一个基因的原始功能的前提下进化新的基因特点。

  植物基因图谱带来的新技术革命浪潮

  由于拥有了植物的整个基因图谱,研究人员准备发动一场植物新技术革命的浪潮。“从此,植物科学将会焕然一新。”麦克·贝文说,他是位于英国诺里奇的约翰·英纳思研究中心的欧洲地区协调人。“我们现在可以在图纸上设计一种新的植物,在实验室里培养,然后直接移到地里种植。

  因为99.5%的植物DNA已经获知,研究人员就可以迅速查明个别的基因的特性。他们甚至可以马上扫描整个基因组来研究基因的特性,这些特性依赖共同运作的基因的组合。一旦研究人员确定了那些具有决定性特点的基因,如抗病虫害力或贫肥生长力,就可以通过基因重组将它们转入农作物内。也可以通过筛选亲缘野生农作物的相同基因来省略这一步骤。然后通过传统的繁殖方法将它们与近亲农作物杂交。

  而到2004年,水稻极有可能成为完全排序植物的第二候选者,因为水稻是人类一种主要的食物来源。

[New Scientist20001213]