受压植物将快速适应能力传递下去

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植物固定在一个地方,必须忍受大量的病虫害和问题。光照太强、光照太弱、细菌入侵、昆虫侵扰——问题似乎无穷无尽。然而,植物坚持不懈,在生理和基因组上适应不断变化的环境条件。现在科学家们已经证明,这种响应压力而增加基因突变频率的能力可以传递给多达后代的四代。

瑞士巴塞尔弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的Barbara Hohn和她的同事将几种拟南芥植物——Arabidopsis thaliana——暴露在强烈的紫外线或细菌病原体的证据下。正如预期的那样,这些植物通过在细胞分裂过程中提高同源重组(基因交换)的频率,从而在磨难中幸存下来。更重要的是,这些植物将这种升高的突变率传递给了它们的后代,其速率是未受压父母后代的两到四倍——即使这些后代没有受到紫外线或病原体的挑战。

当只有亲本植物中的一株受到胁迫时,并且无论其性别如何,这种特性仍然存在。然而,频率的增加并非源于植物遗传密码的随机变化,因为整个受胁迫植物种群以类似的方式做出反应。“所揭示的表观遗传变化可能铭刻在整个基因组、特定基因座或受处理植物的转基因上,”研究人员在昨天在线发表在《自然》杂志上的论文中推测。“我们认为,即使在连续的、未经处理的世代中,导致基因组动力学增加的环境影响也可能增加适应性进化的潜力。”

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