科技日报记者张晔练习生雷浩然
不知你有无注重到，从菜市场买回来的玉米，有的是金灿灿的，有的却像个年夜花脸，中心同化着紫色、白色的玉米粒？
实在，这是玉米的本性使然。玉米的基因中有良多很是活跃的转座子，它们就像一支“小画笔”，跳到哪一个基因上，就会抹往那边原本的“色彩”。是以致使子粒色彩转变有一部门是转座子活动发生的，不是转基因。
转座子改变的不但是玉米籽粒色彩，还有株高、抗性、产量等几近所有性状。这一怪异的基因属性，引发科学家的乐趣。为了育种需要，我们不但要按捺转座子的跳跃带来的表型不不变，同时也要操纵转座子的跳跃选育良好品种。
近日，江苏省农业科学院种质资本所赵涵研究员团队、中国农业年夜学宋任涛传授团队和上海年夜学合作颠末7年合作，建立了今朝世界上最年夜的玉米转座子插进资本库，为全球玉米基因组研究供给主要遗传资本。相干研究陈述已在国际闻名学术期刊《植物心理学》上颁发。
玉米子粒色彩转变的猜疑
在平常糊口中，我们经常能看到一些五彩缤纷的“花玉米”。在通俗人看来，这其实不是甚么年夜不了的题目，由于吃起来口感并没有甚么分歧。
可是半个世纪前，美国科学家芭芭拉•麦克林托克却对此感应猜疑，经由过程对峙不懈的研究终究发现了“跳跃基因”，也就是转座子。她也凭仗着对转座子的首创性研究取得诺贝尔奖。
转座子是染色体上一类可移动的DNA片断，可以或许从染色体上的一个位置跳到另外一个位置。
“转座子在生命体中普遍地存在，但在玉米中的转座子占到DNA份子的50%以上。这些具有转座能力的遗传因子，可以或许激发玉米基因组的重排，使玉米品种遗传多样性增添。”据江苏省农科院种质资本与生物手艺研究所副研究员周玲先容，当转座子跳跃到某个有功能基因内部或临近位点时，就会引发这个基因节制的功能损失。
因为转座子的跳跃决议着玉米性状的表现，故而研究员但愿经由过程节制转座子的跳跃，取得加倍优化的品种。
那末该如何取得年夜量的转座子跳跃成果呢？1978年，科学家发现的一种新的转座子系统——Mu转座子家族。这是迄今为止植物中发现的转座活性和诱变能力最强的转座元件。一般的转座子跳跃影响的性状其实不较着，而当Mu转座子跳跃到每一个基因后，可使基因功能损失，发生年夜量的突变表型，构成较着改变的性状。
在基因功能的研究中，突变体是最直接有用的材料。而Mu转座子插进突变体库的创制，为玉米研究者供给了丰硕的遗传资本。是以，国外学者多年前就起头以Mu转座子供体材料与其他玉米自交系杂交，从中遴选插进诱变群体中的突变个别，并构成插进突变体库。
修建全球最年夜的基因突变体库
构建年夜型基因突变体库，已成为缔造玉米种质、取得突变基因，分手、克隆玉米主要功能基因，进而展开功能基因组学研究的主要方式之一。可以说，谁具有了年夜型的基因突变体库，谁可以走在相干研究的前沿。
曩昔，国内的学者需要对某一个玉米性状进行研究时，大都向美国构建的UniformMu插进数据库申请突变体资本。“申请手续繁琐，且质量得不到包管，晦气于国内相干范畴的研究成长。”周玲说。
从2012年起，江苏省农科院与中国农业年夜学便起头合作修建由Mu活性系突变构成的基因突变体库。“修建突变体资本库的道理，就是操纵Mu活性系与对比样本——B73自交系进行杂交，采取转座子标签分手手艺连系第二代高通量测序手艺，对材猜中的Mu转座子进行了定位，从而构成年夜量的突变体材料。”周玲说道。
经由过程年复一年的杂交莳植，科研职员从20,000多株样本中，并一一进行基因测序，逐步挑选出2,581株遗传性状明显的玉米，纳进基因突变体库。
颠末7年的尽力，今朝，由两边机构配合修建的突变体基因库取得了丰富的功效。研究员们在2,581个突变体材猜中，经由过程Mu标签富集和高通量测序手艺，连系生物信息学阐发，和年夜规模内验证插进位点的可遗传性，取得了约97,000个可遗传插进位点，是同类型美国构建的插进数据库UniformMu两倍。此中的66,565个位点为高质量可遗传插进，插进笼盖了玉米20,244（45.7%）的基因，此中13,425（66.3%）个基因存在两个及以上的插进。与美国的同质基因库比拟，笼盖面更广，可供研究的性状也更多，对将来进行玉米种质优化的研究有着深远影响。
“今朝我们基因突变体库还在弥补完美当中，终究方针是构成4,000多个突变体材料，取得更多的可遗传插进位点。”据周玲流露，今朝基因突变体库的插进位点已对外开放，全球的玉米研究职员都可以经由过程基因突变体库进行咨询。
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