破解白菜快速分化基因组奥秘 河北农业大学给出达尔文“恼人之谜”中国方案
来源: 长城网  
2026-03-01 16:24:00
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  长城网·冀云客户端讯(记者 吴新光 通讯员 王美姣)地球上为什么突然出现了有花植物?这个困扰了科学界百余年的达尔文“恼人之谜”,如今被中国科学家用一颗大白菜找到了关键线索。

  近日,国际顶尖学术期刊《科学》(Science)刊发了河北农业大学赵建军教授团队的一项重磅研究成果。该研究团队以百姓餐桌上再熟悉不过的白菜为“钥匙”,从基因最隐秘的角落入手,成功绘制出迄今为止最清晰、最完整的白菜“生命天书”,为解释被子植物(即有花植物)的快速崛起提供了全新的中国方案。这既是对达尔文“恼人之谜”的一次有力回应,也是中国科学家在作物基础研究领域的一次重大突破。

  达尔文“恼人之谜”是什么?

  大约1亿年前,被子植物突然在地球上“爆发”,成为目前地球上分布最广、种类最多的植物类群。它们是怎么做到的?这个问题太过复杂,连进化论的奠基人达尔文都称之为“恼人之谜”,成为植物学家、进化生物学家和古生物学家持续关注的热点问题。

  “白菜”出手,破解谜题。河北农业大学赵建军教授团队另辟蹊径,选择了一个“见过世面”的样本——白菜。白菜家族(学名:芸薹属)本身就是一个“快速演化的范例”,有结球的、有榨油的、有做调料的,形态各异,堪称植物界的“变形金刚”。

  赵建军教授团队联合国内外多家科研机构,付出了长达数年的不懈努力,做了一件前所未有的事:他们为11份代表性白菜材料,绘制出了堪称完美的白菜基因组图谱。这相当于给白菜绘制了一幅超高清地图,彻底告别了过去模糊不清的“手绘地图”时代。

  在这张白菜基因组图谱上,研究团队有了两大颠覆性发现,揭开了演化之谜——

  研究团队发现,白菜的基因组里存在着大量“结构变异”,就像是不断被重组、改写的代码。而位于染色体关键位置的“着丝粒”,其结构也处于快速变化中。这种“代码重写”与“核心部件改装”的协同作用,形成了强大的“基因组发动机”,驱动着白菜在短时间内分化出形态各异的众多亚种。

  为什么有的白菜包心,有的白菜不包心?研究团队对1700多份白菜材料进行分析,精准锁定了一个控制大白菜叶球形成的“总开关基因”。它不仅解释了白菜如何“卷”成一颗白菜,更为未来作物的分子设计育种提供了关键的靶点。

  这项研究不仅回答了基础科学问题,更提供了宝贵的农业资源。业内专家对此给予极高评价,称之为芸薹属研究领域“里程碑式的飞跃”和“群体基因组学研究的新标杆”。“这项研究不仅帮我们看清了植物演化的‘来时路’,还为未来培育更高产、更优质的白菜、油菜等蔬菜作物,铺就了一条‘高速路’。”

责任编辑:高琳哲
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