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亚洲栽培水稻品种可能是“多地独立驯化”

来源:    发布日期:2018-05-03 15:57:19   阅读量:0

《自然》

亚洲栽培水稻品种可能是“多地独立驯化”

水稻功能基因组研究目前已经取得了巨大进展。然而,这还不是农业上所能利用的分子设计育种信息——不同栽培水稻株间存在自然变异,只有了解这些不同性状发生的遗传机制,才有助于成功培育出可高度适应不同环境的杂交品种。2011年9月,中国农业科学院、国际水稻研究所和华大基因在深圳共同启动“全球3000水稻核心种质资源重测序计划”(3K Rice Genome Project),对来自全球的水稻植株进行全基因组测序,从而全方位了解水稻基因组特征和遗传多样性。本研究中,来自全球89个国家和地区的3010份水稻代表了全球78万份水稻种质资源约95%的遗传多样性。值得一提的是,作者在论文中使用我国传统的“籼”“粳”汉字命名来指代亚洲两大栽培水稻品种O. sativa L. subsp. indica和 O. sativa L. subsp. japonica,有助于让中国源远流长的稻作文化得到正确的认识和传承。

研究者发现:很多的籼稻品种携带的等位基因没有出现在粳稻品种当中。这支持了籼稻的“多地独立驯化”假说。未来,对这3010份水稻基因组的分析将产生更多数据,可为开展水稻全基因组分子设计育种提供足够的基因来源和育种亲本精确选择的遗传信息,为培育高产、优质、多抗水稻新品种奠定基础。

《细胞》

东南亚巴瑶族人发展出适应潜水的基因

巴瑶族生活在菲律宾、马来西亚和印度尼西亚之间的海域,以惊人的潜水能力著称,又名“海上吉卜赛人”。美国研究者发现,巴瑶人可能发展出了适应潜水的专门基因,导致他们的脾脏比普通人大了50%。

巴瑶族人被认为是最后一个海上游牧民族,他们工作日60%的时间都在水下捕鱼或者采集海参、贝类。他们只需佩戴一个木制面罩、带几个铅块,就可以自由潜入海平面以下70米处,并一口气在水下滞留13分钟。研究人员试图从遗传学角度寻找答案,他们采集了巴瑶人的DNA样本,并为他们做了B超。结果显示,与生活在附近的萨卢安人相比,巴瑶人的脾脏大了50%,即使不潜水的巴瑶人脾脏也比普通人大。当人憋气时,脾脏成为富含氧气红血球的“水库”,为身体提供氧气,允许闭气更长时间。对海豹的研究显示,较大的脾脏可能与较长的潜水时间相关。研究人员进行基因对比后发现,与萨卢安人和马来西亚华人相比,巴瑶人的基因有25处显著不同,其中编号PDE10A的基因变异或许决定了脾脏的大小(小鼠实验显示,PDE10A影响甲状腺激素分泌,进而决定了脾脏的大小)。

《美国科学院学报》

突变酶降解塑料能力远超天然酶类

英国科学家发现了一种能够“吃掉”塑料的酶。这种酶可能有助于塑料的回收再利用,帮助解决全球日益严重的塑料污染问题。

其实早在2016年,日本研究人员就发现了这种可消化“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)”的天然酶类,认为它们是解决塑料污染的潜在方法。而在最新研究中,英国朴茨茅斯大学的团队通过强烈的X射线照射,对这种酶的结构中与消化塑料有关的部分蛋白结构进行了一些微调,造出了“超强版”的酶,其消化塑料的能力远超自然界中发现的酶。除了消化PET之外,新酶还能降解聚呋喃二羧酸酯(玻璃啤酒瓶的替代品)。尽管这项发现受到科学家的广泛肯定,但研究者也指出,在将这些酶广泛应用于回收行业之前,还有很长的路要走。研究人员仍可以进一步改善这些酶的性能,让其以更快的速度分解塑料。

《自然》

小虾也能“翻江倒海”

研究者发现,身长只有厘米量级的小虾集体垂直向下迁移时会产生向下的水流,这可能对海洋循环产生重大影响。

斯坦福大学的研究人员采用丰年虾作为模型生物,验证它们对海水流动的影响。研究者向水箱中添加了不同盐度的海水,并打开灯或激光器,吸引丰年虾向水面游动。结果显示,丰年虾引起分层海水混合的速度比海水自然混合的速度快1000倍。虽然单只丰年虾产生的漩涡并没有太大的作用,但当它们一起游动时,会具有显著的集体效应,产生很大的向下喷流。研究人员认为,浮游动物对海洋环流的影响是深远的,甚至可能影响深海的碳封存总量。

《自然·通讯》

太空钻石来自太阳系“失落行星”

陨石可以作为“时间胶囊”,讲述太阳系形成之初的古老历史。瑞士洛桑联邦理工学院的科学家破解了一块太空钻石的秘密,发现它来自数十亿年前地球附近的一颗巨大“失落行星”。

2008年10月,一颗直径4米的太空陨石“2008 TC3 ”在苏丹努比亚沙漠上空37千米处爆炸,产生多块碎片。陨石碎片中的大部分都是“橄辉无球粒陨石”,它们既含有石质成分,内部又含有微小的钻石。为了解陨石内钻石的形成过程,研究人员使用透射电子显微镜确定它们的组成和形态。他们发现,钻石内含有铬铁矿、磷酸盐和铁镍硫化物。研究者经计算得出,这些钻石只能在20 吉帕斯卡以上的压力下形成,很可能形成于行星内部。研究人员认为,2008 TC3陨石的母体或许在太阳系诞生1000万年后即已形成,大小与火星相近。类似的行星起初有多个,它们或是融合成为更大的行星,或是相撞破碎。这块陨石或许就是一颗巨大失落行星的残骸。