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【大国粮策】美丽背后的代价:基因“搬家”引发的双刃剑效应

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春天里满树红霞的红叶桃,原来藏着惊人的生存秘密。中国农业科学院郑州果树研究所的科学家们最近揭开了这个谜题:红叶桃虽然拥有令人惊艳的叶片颜色,却要付出更容易生病的代价,而这一切都源于一场“基因搬家”。

红叶桃。中国农科院郑果所供图

这一发现为红叶桃分子育种提供了全新理论依据,为培育兼具观赏价值和抗病性的新型桃树品种提供了关键靶点。该研究发表在《New Phytologist》。

研究团队通过整合群体遗传学、BSA混池测序和lncRNA测序等技术,发现红叶桃中6号染色体与8号染色体间的易位现象。通俗来讲,就是红叶桃的6号和8号染色体发生了位置互换,这就像两本书的章节被撕碎后错误地装订在一起。更关键的是,8号染色体上一个名叫PpRPP13的“免疫开关”(启动子片段),被错误地插入了6号染色体PpMYB114基因的反方向区域。

3种不同基因型桃叶片的叶片颜色表型和抗/感病表型。中国农科院郑果所供图

这个基因错误导致了双重效应:一是激活了“美颜基因”:错误插入的片段意外激活了PpMYB114基因,促使叶片大量合成红色素——花青素,成就了红叶桃的独特景观价值;但与此同时,关闭了“免疫基因”:同一时间,原本负责抵抗白粉病的PpRPP13基因却因此沉默,就像被按下了关机键。

专家解释,叶片获得绚丽色彩却失去抗性,本质上是因为植物在资源分配上做出了权衡:将更多的能量和资源用于合成色素,导致防御能力下降。这种现象反映了植物在适应环境过程中的复杂策略,也为我们理解植物的进化和生态功能提供了重要线索。

作者:宋雅娟

审核专家:孙世航 中国农科院郑州果树所助理研究员

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