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    發(fā)現(xiàn)夏堇花的“雀斑”變異體

    2014-03-15 07:46:00后藤一壽
    園藝與種苗 2014年5期
    關(guān)鍵詞:雀斑紫色花瓣

    后藤一壽

    發(fā)現(xiàn)夏堇花的“雀斑”變異體

    后藤一壽

    日本花卉領(lǐng)域首席專家西島隆明研究員發(fā)表了遺傳基因位移在夏堇中的應(yīng)用成果。

    基因位移引發(fā)遺傳變異。位移在基因組中插入位點(diǎn)不同,對基因表達(dá)和功能產(chǎn)生的影響不同,或削弱或增強(qiáng),甚至可賦予新功能,導(dǎo)致基因突變或重組而產(chǎn)生新的變異個(gè)體。因此,只要發(fā)現(xiàn)基因位移活躍的個(gè)體,不用放射線、化學(xué)誘導(dǎo)等人工處理,也能得到新的突變個(gè)體。此外,根據(jù)位移基因的堿基序列,可以確定突變的某基因。

    西島研究團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)了發(fā)生變異的斑狀夏堇花瓣,并命名為“雀斑”(圖1)。此變異體花瓣斑塊一旦消失,就可恢復(fù)到原來正常顏色——紫色(回復(fù)突變)。但這種變異發(fā)生頻率較高。

    圖1 夏堇的正?;ㄅc變異體“雀斑”的花

    分析發(fā)生變異的基因表明,Ttf1位移插入到促進(jìn)花瓣紫色色素花青素合成的TfMYB1基因組中,導(dǎo)致基因組產(chǎn)生變異從而紫色色素量減少。當(dāng)Ttf1位移從TfMYB1基因組中發(fā)生丟失,TfMYB1基因恢復(fù)正常功能,花青素合成正常,進(jìn)而花瓣顏色也恢復(fù)到原來正常的紫色。

    TfMYB1基因組中轉(zhuǎn)移出的Ttf1并沒有消失,要么轉(zhuǎn)移到同基因組的其他部位,要么與其他基因組重組(圖2)。當(dāng)轉(zhuǎn)移的位點(diǎn)在編碼區(qū)或者在編碼區(qū)附近時(shí),或者抑制該基因組的功能,或者產(chǎn)生新的功能,從而產(chǎn)生個(gè)體變異。因此,可以在雀斑的后代中發(fā)現(xiàn)若干個(gè)變異個(gè)體。

    圖2 因Ttf1的轉(zhuǎn)移引起的新突變體的產(chǎn)生

    夏堇基因重組較容易,基因組分析研究活躍,適合作花卉研究模式植物。利用“雀斑”為研究材料,結(jié)合已有的基礎(chǔ)研究,可能解釋主要控制花卉重要性狀的關(guān)鍵基因及解析其基因的表達(dá)模式。

    此外,夏堇耐熱性強(qiáng),無論在強(qiáng)光還是遮陰條件下,生長勢良好,自然挺立,非常適合花壇綠化。與三色堇和矮牽牛相比較,夏堇的花型和花瓣大小變異較少,因而應(yīng)用區(qū)域較窄。今后,可通過研究培育多種類型品種而擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

    (李蓮花譯)

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