科学家发现跳跃基因决定卷心菜的外观
尖头卷心菜和花椰菜之间的遗传差异比人类和黑猩猩之间的差异更大。尽管如此，它们仍被视为同一物种。来自瓦赫宁根和中国的研究人员绘制了卷心菜(Brassicaoleracea)广泛的遗传变异图谱，以实现更有针对性的育种，例如，培育出营养价值更高或抗病能力更强的作物。该研究发表在《自然遗传学》上。
芸苔属作物构成了我们菜单的重要组成部分。有相当大的变化。尽管如此，花椰菜、西兰花、抱子甘蓝、红甘蓝、白甘蓝、尖头甘蓝和大头菜都是同一物种甘蓝的变种。一个物种怎么可能有如此多的多样性?
这种变化超出了外观。维生素、抗氧化剂以及对干旱、寒冷和疾病的抵抗力等含量也存在很大差异。
基因组，即整个遗传信息，已经相当众所周知，但基因组内的变异如何与蔬菜的多样性相关尚不清楚。
国际合作
瓦赫宁根大学研究中心和北京中国农业科学院的研究人员联手确定了23种不同甘蓝作物的DNA序列，并将其与现有基因组数据一起进行了分析。
“我们构建了一个所谓的泛基因组：对各种油菜作物中所有不同基因的概述。然后我们继续确定哪些基因出现在大多数作物中以及哪些基因是特定作物类型所独有的，”说GuusjeBonnema，瓦赫宁根大学研究中心植物育种研究员。近年来，她在荷兰与蔡成成研究员一起深入研究。
结果令人惊讶：只有三分之一的基因出现在所有芸苔属作物中，一半的基因仅出现在部分作物中，其余作物中不存在。
“甘蓝有很多基因。例如，花椰菜有大约60,000个基因，而人类只有20,000个基因。这是因为基因组在大约1500万年前增加了两倍，而原始基因组已经足以使植物能够成功发挥作用。我们的目标是了解导致变异的原因，以便我们能够培育出更好的品种，”Bonnema澄清道。
超过一半的基因组由转座子组成，转座子是在基因组内“跳跃”的小DNA片段，因此可能出现在基因组内的任意位置。这些转座子在荷兰被称为“跳跃基因”。它们因引起血友病等疾病而在人类中名声不佳。然而，在植物中，它们构成了自然变异的重要来源。
“我们发现转座子经常通过增加或降低活性水平来调节其附近基因的活性。以前，我们一直在寻找决定花椰菜为何成为花椰菜的独特基因。现在我们知道，您一定会发现不“不仅是基因，还有它们的操纵者。在这种情况下，转座子。它们是附近基因的开关和调节器，”她说。
洞察力的突破
事实上，现在有了泛基因组(物种中所有不同基因的概述)，科学家能够对转座子和其他结构变异进行分类。
“这些转座子驱动基因的活动，不仅是决定各种芸苔属蔬菜具体外观的基因，而且还决定抵抗力、风味和营养价值以及对气候条件的适应能力的基因。例如，花椰菜是“对温度非常敏感。了解这种敏感性背后的过程有助于培育对温度不太敏感的品种，”Bonnema解释道。
“这是见解上的真正突破。我们一直关注基因内的变异，但我们现在知道现实要微妙得多。基因活性调控具有巨大的影响力。”