德國(guó)馬克斯·普朗克發(fā)育生物學(xué)研究所的科學(xué)家首次直接測(cè)量了植物突變過(guò)程的速度。該研究用全新視角展現(xiàn)了進(jìn)化的基本過(guò)程，解釋了除草劑為何使用幾年后就會(huì)失效等問(wèn)題。相關(guān)研究發(fā)表在近日的《科學(xué)》雜志上。

　　基因突變是生物進(jìn)化的原始動(dòng)力。個(gè)體之間具有遺傳差異，那些能更好適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體更有機(jī)會(huì)傳承其基因，讓進(jìn)化生生不息，但是，基因變化的速度迄今為止還不清楚。馬克斯·普朗克發(fā)展生物學(xué)研究所所長(zhǎng)德特勒夫·魏格爾教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，通過(guò)跟蹤5組擬南芥30多代的遺傳發(fā)育，研究比較了每一代的基因與上一代的區(qū)別，首次量化了植物基因變化的速度。

　　研究者通過(guò)對(duì)整個(gè)基因組進(jìn)行廣泛的比較發(fā)現(xiàn)，在短短幾年間，5組擬南芥中，平均每組有20個(gè)DNA的組成部分———堿基對(duì)發(fā)生了改變。新的突變數(shù)目似乎非常低，不過(guò)，這一進(jìn)程如果在一個(gè)物種所有個(gè)體中同時(shí)運(yùn)行，遺傳物質(zhì)整體就會(huì)顯示出令人驚訝的變化：如果有6000萬(wàn)個(gè)擬南芥，那么其基因組幾乎每一個(gè)位置平均要發(fā)生一次變異。

　　對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，在大約1億2000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)中發(fā)現(xiàn)這些微小的變化，確實(shí)猶如“大海撈針”。為了把真正的突變可靠地從試驗(yàn)誤差中區(qū)別出來(lái)，科學(xué)家們不僅使用新方法來(lái)搜索、跟蹤基因突變，還對(duì)每個(gè)基因組進(jìn)行了30次完整測(cè)序。

　　魏格爾教授的新數(shù)據(jù)表明，與擬南芥有相同來(lái)源但在很多特征上都非常不同的姐妹物種擬南芥薺，并沒(méi)有像此前認(rèn)為的只分離了500萬(wàn)年，而是在2000萬(wàn)年前就已經(jīng)分離了。

　　除了基因變化的速度，該研究還讓科學(xué)家們重新認(rèn)識(shí)了新的突變?cè)诨蚪M中的分布。研究人員發(fā)現(xiàn)，并非所有可能發(fā)生的突變都均勻分布?；蚪M堿基對(duì)的4種不同類型（A、G、C、T），有6種變化可能，但是其中一種卻占了所有突變的一半。

　　該研究結(jié)果可很好地解釋大面積使用的除草劑在幾年之后就會(huì)失去效力的原因。種類眾多的雜草受到除草劑的影響，它們的基因組像擬南芥一樣很快適應(yīng)變化，于是就會(huì)出現(xiàn)抗除草劑的情況。魏格爾教授表示，對(duì)于針對(duì)單個(gè)基因起作用的除草劑這種影響特別明顯，解決的辦法之一就是尋找可以針對(duì)幾個(gè)基因同時(shí)起作用的除草劑。