百年遗传学之谜破解 孟德尔豌豆性状基因全部定位
2025年04月24日 14:18 121 次阅读 稿源：网易科技 0 条评论
科学探索
160多年前，生物遗传学家孟德尔通过研究豌豆的七种性状，奠定了遗传学基础。然而，其中三种性状的基因一直未被确定。《自然》（Nature）杂志最近发表的一项研究填补了这一空白，标志着豌豆基因组研究进入新阶段。
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2019年，科学家首次发布了豌豆的基因组参考序列。在此基础上，英国约翰·英纳斯中心的研究团队利用3500余种豌豆种质资源，对近700个豌豆基因组进行深度测序，检测到1.55亿个单核苷酸多态性（SNP）。通过全基因组关联分析和选择性育种，团队最终确定了控制豆荚颜色、形状以及花序结构的基因。研究发现，豆荚颜色由叶绿素合成相关基因调控，豆荚形状受细胞壁增厚机制影响，而花序的簇状变化则与特定基因缺失有关。
这项历时六年的研究不仅填补了孟德尔遗传理论的空白，还为豌豆育种提供了宝贵数据。随着植物蛋白需求增长，豌豆的市场价值显著提升，相关基因研究将助力提高产量、优化抗病性等农业性状。
美国华盛顿州立大学的专家评价称，该成果是遗传学领域的重大突破。美国克莱姆森大学的研究人员指出，这项研究使经典遗传学模型得到完整阐释，对未来的育种实践具有重要指导意义。研究团队表示，公开的数据集将为后续研究提供丰富资源，推动作物改良与可持续发展。
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百年遗传学之谜破解 孟德尔豌豆性状基因全部定位
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#2 Re: 百年遗传学之谜破解 孟德尔豌豆性状基因全部定位
破解160年基因谜题，我国科学家补上豌豆遗传研究最后拼图
澎湃新闻
2025-04-25 17:09
4月25日，澎湃新闻（www.thepaperr.cn）从中国农科院获悉，中国农科院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）程时锋团队联合英国约翰·英纳斯中心等国内外多家优势单位在豌豆重要性状的遗传解析方面取得重要突破，首次鉴定了调控豌豆果荚颜色、果荚形状和花的位置等表型变异背后的目标基因及其突变机制，全面解答了孟德尔豌豆七大性状的基因之谜。
该研究不仅回答了160年前孟德尔豌豆研究遗留下来的“未解之谜”，还为豌豆品种改良和精准育种提供了新视野、新工具，相关研究成果日前发表在《自然（Nature）》上。
1865年，孟德尔通过豌豆7对相对性状（种子圆皱、子叶颜色、花色、花的位置、果荚形态、果荚颜色和株高）的杂交实验，首次提出“遗传因子”控制性状的理论，并推导出遗传变异在世代间传递的独立分离和自由组合规律。受限于当时时代背景和技术条件，他未能揭示这些因子的分子本质。后续研究历经一个多世纪，科学家陆续定位到控制种子圆皱、株高、子叶颜色和花色的基因，但控制果荚颜色、果荚形态和花的位置的关键基因至今仍是遗传学未解之谜。
研究团队综合运用基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学等手段，对近700份豌豆群体的演化进程与基因组多样性展开系统解析，分别从分子和基因组层面揭开了谜题。研究发现，果荚的黄（隐性）与绿（显性）的差异，是由于果荚中叶绿素合成途径的最后一步受到调控干扰所致；而控制果荚饱满与皱缩状态的是两个彼此独立、但功能相关的发育调控基因，二者可独立造成皱荚，也可共同作用；花位置（"带状化"现象）是孟德尔七大性状中最复杂的一个，由编码类共受体激酶的基因主导，通过延迟、削弱或掩盖其突变效应，改变最终的表型呈现。
研究还构建了迄今最全面的豌豆群体高分辨率的单倍型变异图谱和表型变异图谱，解析了72个关键农艺性状的遗传基础。这些发现不仅补全了孟德尔七大经典遗传性状的最后一块“拼图”，更为应用分子标记辅助育种、基因组选择育种提供了更精准、更丰富的“遗传指南针”。
该研究了得到了广东省高层次人才团队、国家自然科学基金、中国农业科学院创新团队等项目的资助。
澎湃新闻记者 张成杰
澎湃新闻
2025-04-25 17:09
4月25日，澎湃新闻（www.thepaperr.cn）从中国农科院获悉，中国农科院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）程时锋团队联合英国约翰·英纳斯中心等国内外多家优势单位在豌豆重要性状的遗传解析方面取得重要突破，首次鉴定了调控豌豆果荚颜色、果荚形状和花的位置等表型变异背后的目标基因及其突变机制，全面解答了孟德尔豌豆七大性状的基因之谜。
该研究不仅回答了160年前孟德尔豌豆研究遗留下来的“未解之谜”，还为豌豆品种改良和精准育种提供了新视野、新工具，相关研究成果日前发表在《自然（Nature）》上。
1865年，孟德尔通过豌豆7对相对性状（种子圆皱、子叶颜色、花色、花的位置、果荚形态、果荚颜色和株高）的杂交实验，首次提出“遗传因子”控制性状的理论，并推导出遗传变异在世代间传递的独立分离和自由组合规律。受限于当时时代背景和技术条件，他未能揭示这些因子的分子本质。后续研究历经一个多世纪，科学家陆续定位到控制种子圆皱、株高、子叶颜色和花色的基因，但控制果荚颜色、果荚形态和花的位置的关键基因至今仍是遗传学未解之谜。
研究团队综合运用基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学等手段，对近700份豌豆群体的演化进程与基因组多样性展开系统解析，分别从分子和基因组层面揭开了谜题。研究发现，果荚的黄（隐性）与绿（显性）的差异，是由于果荚中叶绿素合成途径的最后一步受到调控干扰所致；而控制果荚饱满与皱缩状态的是两个彼此独立、但功能相关的发育调控基因，二者可独立造成皱荚，也可共同作用；花位置（"带状化"现象）是孟德尔七大性状中最复杂的一个，由编码类共受体激酶的基因主导，通过延迟、削弱或掩盖其突变效应，改变最终的表型呈现。
研究还构建了迄今最全面的豌豆群体高分辨率的单倍型变异图谱和表型变异图谱，解析了72个关键农艺性状的遗传基础。这些发现不仅补全了孟德尔七大经典遗传性状的最后一块“拼图”，更为应用分子标记辅助育种、基因组选择育种提供了更精准、更丰富的“遗传指南针”。
该研究了得到了广东省高层次人才团队、国家自然科学基金、中国农业科学院创新团队等项目的资助。
澎湃新闻记者 张成杰