【大國(guó)糧策】美麗背后的代價(jià)：基因“搬家”引發(fā)的雙刃劍效應(yīng)

春天里滿樹(shù)紅霞的紅葉桃，原來(lái)藏著驚人的生存秘密。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所的科學(xué)家們最近揭開(kāi)了這個(gè)謎題：紅葉桃雖然擁有令人驚艷的葉片顏色，卻要付出更容易生病的代價(jià)，而這一切都源于一場(chǎng)“基因搬家”。

紅葉桃。中國(guó)農(nóng)科院鄭果所供圖

這一發(fā)現(xiàn)為紅葉桃分子育種提供了全新理論依據(jù)，為培育兼具觀賞價(jià)值和抗病性的新型桃樹(shù)品種提供了關(guān)鍵靶點(diǎn)。該研究發(fā)表在《New Phytologist》。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合群體遺傳學(xué)、BSA混池測(cè)序和lncRNA測(cè)序等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)紅葉桃中6號(hào)染色體與8號(hào)染色體間的易位現(xiàn)象。通俗來(lái)講，就是紅葉桃的6號(hào)和8號(hào)染色體發(fā)生了位置互換，這就像兩本書(shū)的章節(jié)被撕碎后錯(cuò)誤地裝訂在一起。更關(guān)鍵的是，8號(hào)染色體上一個(gè)名叫PpRPP13的“免疫開(kāi)關(guān)”（啟動(dòng)子片段），被錯(cuò)誤地插入了6號(hào)染色體PpMYB114基因的反方向區(qū)域。

3種不同基因型桃葉片的葉片顏色表型和抗/感病表型。中國(guó)農(nóng)科院鄭果所供圖

這個(gè)基因錯(cuò)誤導(dǎo)致了雙重效應(yīng)：一是激活了“美顏基因”：錯(cuò)誤插入的片段意外激活了PpMYB114基因，促使葉片大量合成紅色素——花青素，成就了紅葉桃的獨(dú)特景觀價(jià)值；但與此同時(shí)，關(guān)閉了“免疫基因”：同一時(shí)間，原本負(fù)責(zé)抵抗白粉病的PpRPP13基因卻因此沉默，就像被按下了關(guān)機(jī)鍵。

專家解釋，葉片獲得絢麗色彩卻失去抗性，本質(zhì)上是因?yàn)橹参镌谫Y源分配上做出了權(quán)衡：將更多的能量和資源用于合成色素，導(dǎo)致防御能力下降。這種現(xiàn)象反映了植物在適應(yīng)環(huán)境過(guò)程中的復(fù)雜策略，也為我們理解植物的進(jìn)化和生態(tài)功能提供了重要線索。

作者：宋雅娟

審核專家：孫世航 中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)所助理研究員