植物在與育種相關(guān)的性狀方面表現(xiàn)出巨大的多樣性，例如株高、產(chǎn)量和對(duì)害蟲(chóng)的抗性?，F(xiàn)代植物研究中最大的挑戰(zhàn)之一是確定導(dǎo)致這種變異的遺傳信息差異。由杜塞爾多夫海因里希海涅大學(xué) (HHU) 分子生理學(xué)研究所和斯坦?？▋?nèi)基科學(xué)研究所“作物產(chǎn)量”工作組領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種方法，可以精確識(shí)別遺傳信息中的這些特殊差異。他們以玉米為例，在基因組生物學(xué)雜志上展示了他們方法的巨大潛力，并展示了玉米基因組中可能有助于提高產(chǎn)量和在育種過(guò)程中抵抗害蟲(chóng)的區(qū)域。
所有生物的藍(lán)圖都編碼在它們的 DNA 中。這包括編碼蛋白質(zhì)并決定生物體固有特征的基因。此外，還有其他重要的 DNA 部分，特別是控制基因調(diào)節(jié)的區(qū)域，即基因何時(shí)、在何種條件下以及在何種程度上被激活。
然而，與基因相比，這些調(diào)節(jié)區(qū)域——也稱為“順式元件”——很難找到。然而，正是這些 DNA 元素的變化在很大程度上導(dǎo)致了生物體之間的差異，因此也導(dǎo)致了不同植物品種之間的差異。
在過(guò)去的幾十年里，研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)控區(qū)域是特定蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)。被稱為轉(zhuǎn)錄因子，正是這些決定了基因何時(shí)被激活以及激活多長(zhǎng)時(shí)間。
HHU 分子生理學(xué)研究所和科隆馬克斯普朗克植物育種研究所 (MPIPZ) 作物產(chǎn)量研究組的負(fù)責(zé)人，共同通訊作者 Thomas Hartwig 博士說(shuō)：“找到一些對(duì)改變害蟲(chóng)等性狀至關(guān)重要的變異數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的非致病基因組差異之間的抗性最終是大海撈針。”
與蛋白質(zhì)編碼基因不同，調(diào)控位點(diǎn)通常不能僅根據(jù)序列來(lái)識(shí)別。這使得他們很難查明。我們的方法使用雜交植物來(lái)測(cè)量 DNA 序列變異對(duì)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的直接影響。”
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