孟德尔豌豆杂交实验遗传图解:遗传学标志性里程碑

孟德尔豌豆杂交实验遗传图解:遗传学标志性里程碑(1)

顶级科学家都住在一个村子里,有一群僵尸听说科学家的脑子很好吃,就集体进攻村子,结果僵尸被完虐——因为村子里有孟德尔

孟德尔(Gregor Johann Mendel,1822-1884),遗传学的奠基人,被誉为“现代遗传学之父”。

孟德尔豌豆杂交实验遗传图解:遗传学标志性里程碑(2)

作为一个修道院神父的孟德尔,在修道院的空地上种豌豆,对豌豆的7个性状进行研究,并从中总结出了遗传学三大定律中的前两大定律:基因分离定律基因自由组合定律

孟德尔豌豆杂交实验遗传图解:遗传学标志性里程碑(3)

孟德尔为自然科学奉献了一生,但这一生却充斥着孤寂与蔑视,他一生辛苦所取得的研究成果却无人问津甚至被埋没。他的理论发表35年后,才开始得到认可和承认,而此时孟德尔已经去世16年了。

1900年,三位植物学家(荷兰的德弗里斯,德国的科伦斯,奥地利的切尔马克)通过各自的工作,在《德国柏林植物学会》杂志发表3篇植物杂交论文,在论文发表前夕查阅文献,三人几乎同时发现了孟德尔1866年发表的论文——《植物杂交实验》。这不得不说是一个奇迹,1900年也成为了遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。

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孟德尔和重新发现孟德尔研究的三位生物学家

科学界开始了解到孟德尔的工作和发现,并深刻地认识到孟德尔定律的重要意义,孟德尔定律足以照亮新的世纪

从此,他不再是一个默默无闻的神父,而是一个“超越时代的天才”,并被公认为现代遗传学之父

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但是,故事里的另一个主角——豌豆,也要拥有姓名。

豌豆Pisum sativum L.,2n = 14)是继大豆之后世界上第二重要的豆科植物。自十八世纪以来,豌豆一直被用作遗传模型进行研究。豌豆基因组很大,可能是由于最近逆转录转座子的扩增和多样化。豌豆基因组的早期重新关联动力学研究表明,75-97%是由重复序列群组成。

尽管孟德尔当时研究的豌豆的7个性状对应的基因和序列已经知道了,但豌豆的基因组信息仍未得到解析。

2019年9月2日,Nature Genetics 杂志在线发表了法国Université Bourgogne Franche-Comté大学Judith Burstin课题组题为:A reference genome for pea provides insight into legume genome evolution 的研究论文。

该研究首次获得豌豆参考基因组,并表明重复序列在豌豆基因组进化中的主要作用,为阐明豌豆进化提供了基础。

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Nature Genetics 杂志发表评论文章称:获得孟德尔的豌豆的基因组序列,代表了遗传学的标志性里程碑,将在基础模型的基础实验研究带入现代测序时代。

该研究公布了由法国育种公司Seminor于1973年发布的近交豌豆品种'Caméor'的七条染色体基因组注释信息。

孟德尔豌豆杂交实验遗传图解:遗传学标志性里程碑(7)

通过与其他测序的豆科基因组相比,豌豆基因组显示出强烈的基因组动力学。在豆科植物进化过程中,易位和转座在不同谱系中发生差异,表明重复元素是这些大基因组进化的主要驱动因素。总之,该豌豆的参考序列的公布,将加速我们对农艺学重要性状的分子基础的理解和加速豌豆的改良!

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图. 豆科植物进化史

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