图片说明:通过从近亲获得DNA,野草千里光进化出了更加艳丽的头状花序(右)。
(图片来源:John Innes Centre)
英、美及西班牙科学家近日确定了一种关键的基因,它从生长在意大利西西里的植物转入到了生长在英国的“近亲”。这一发现表明,种间的遗传交谈(cross-talk)能对进化起重要作用。相关论文发表在11月14日的《科学》(Science)杂志上。
这种开黄花的意大利植物名为Senecio squalidus,它是英国常见野草千里光(Groundsel)的近亲,300年前被植物学家引入英国。
英国John Innes中心和圣·安德鲁斯大学的科学家利用遗传探测技术,在千里光中追踪到了一小段特殊的DNA序列,来自其意大利的近亲。这段DNA修改了花朵,使得这种植物更加吸引传粉者。这一结果说明,自然的遗传交换能在种间转移重要的特征,就像一种语言的某些单词能被另一种语言吸收利用。
这打破了认为进化是单行线的典型观点,该观点认为,每一物种均作为分离的、独立的遗传世系进化。而实际上,近亲种间的杂交可能会形成进化“交谈”,交换并保存有价值的基因,从而在进化时具有更好的适应性和更大的多样性潜能。
美国乔治亚大学的进化生物学家Michael Arnold表示,这一研究阐明了“进化更像是生命之网,而不是生命之树”,因为基因能在分枝间流动。之前曾在细菌中观察到这种基因流动,“但是这次的发现可能是目前为止真核细胞中最好的例子,确定了起作用的基因是什么,”Arnold说,“这是一个非常非常关键的发现。”(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原始出处:
Science,Vol. 322. no. 5904, pp. 1116 – 1119,Minsung Kim,Enrico Coen
Regulatory Genes Control a Key Morphological and Ecological Trait Transferred Between Species
Minsung Kim,1,3* Min-Long Cui,1* Pilar Cubas,1,4* Amanda Gillies,2 Karen Lee,1 Mark A. Chapman,2,5 Richard J. Abbott,2 Enrico Coen1
Hybridization between species can lead to introgression of genes from one species to another, providing a potential mechanism for preserving and recombining key traits during evolution. To determine the molecular basis of such transfers, we analyzed a natural polymorphism for flower-head development in Senecio. We show that the polymorphism arose by introgression of a cluster of regulatory genes, the RAY locus, from the diploid species S. squalidus into the tetraploid S. vulgaris. The RAY genes are expressed in the peripheral regions of the inflorescence meristem, where they promote flower asymmetry and lead to an increase in the rate of outcrossing. Our results highlight how key morphological and ecological traits controlled by regulatory genes may be gained, lost, and regained during evolution.
1 Department of Cell and Developmental Biology, John Innes Centre, Colney Lane, Norwich NR4 7UH, UK.
2 School of Biology, University of St. Andrews, St. Andrews KY16 9TH, UK.
3 Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Manchester M13 9PT, UK.
4 Centro Nacional de Biotecnología/CSIC, Darwin 3, Campus UAM, 28049 Madrid, Spain.
5 Department of Plant Biology, University of Georgia, Athens, GA 30602, USA.