凯尔·史密斯为SAGES研讨会撰写的《阅读和写作科学》

红木- 290 x175如果一个人爬上一棵高大的红杉,从树的顶部和底部取了一个样本,比较就会显示树内每个样本的DNA都是不同的。这是生物学主席克里斯托弗·a·卡利斯(Christopher A. Cullis)有争议的研究发现的基础。万博appmanbetx官网

Cullis花了40多年的时间研究植物内部的突变,最近的研究是亚麻(亚麻属植物usitatissimum)的研究发现,环境不仅通过自然选择剔除有害和无用的突变,实际上还会影响有益的突变。

Cullis将他的发现发表在国际遗传学和分子生物学杂志并在可视化实验杂志在那里,他挑战其他科学家自己重复他的实验

具体来说,Cullis专注于涉及被称为LIS-1的DNA小序列的出现的突变,以及环境如何影响这些变化。

争论源于这样一种观点,即环境会在生物体生长的过程中改变它们,而这些改变会传递给下一代。

虽然这一理论最初被接受,但最终被抛弃了,因为科学揭示,动物通过配子或生殖细胞传递DNA,而这些细胞不受环境的影响。这一概念被认为对植物也是一样的,但Cullis的研究表明情况并非如此。万博appmanbetx官网

在他的第二项研究中,在三种不同的条件下分别生长了三股Stormont Cirrus亚麻(塑料股、短股和高股)。

每条链都在不同的条件下繁殖了好几代:塑料链的祖先是在控制条件下生长的,短链的祖先是在低营养条件下生长的,而高链的祖先是在高营养条件下生长的。

实验表明,每条链都以不同的方式对不同的条件做出反应,这与它的祖先生长的环境相对应。在控制条件下,塑料链长得比其他链长,当营养物质很少时,短链长得比其他链长,而当营养物质很容易获得时,高链长得最好。

但即使所有这些信息也不能完全解释Cullis的断言,即环境可以在一代人中帮助筛选出有用的突变。

这就是DNA的聚合酶链式反应(PCR)扩增的作用。通过这个过程,研究人员可以看到特定的DNA序列(在这万博appmanbetx官网种情况下是LIS-1)何时出现或消失。

当塑料链在低营养条件下生长时,之前缺失的LIS-1序列就会出现并延续到后代。由于LIS-1序列有助于植物在缺乏营养的情况下生存,它的存在有助于证实Cullis的信念,即环境可以影响植物的突变,并保持有益的突变,甚至在一代人之内。

这些发现有助于解释为什么红杉的顶部和底部在基因上不同。年轻的红杉通过现有枝条的尖端长成分生组织。每一个新的分生组织都与树木不同,因为环境影响了它的基因组成。随着红杉的生长,顶部和底部的基因差异越来越大。

由于围绕Cullis的发现存在争议,许多科学家都不愿将其视为事实。Cullis自己回忆起一开始的怀疑和想法,“如果这真的有效……(我们可以)在一代人的时间里得到一种更好地适应环境的植物。”

这些适应性强的植物有实际用途。Cullis希望找出亚麻能够承受恶劣环境的特定基因序列,并将其插入到其他植物的DNA序列中,这样它们也能承受恶劣的环境。

这将绕过目前的植物基因工程方法,后者涉及分离控制耐热性、耐寒性、抗虫害性等的特定DNA序列,而是将工作范围缩小到一个DNA序列。

通过将这一序列插入到植物中,并在特定的艰苦环境中生长,科学家可以使植物对他们想要的东西产生抗性。所有这些植物的后代都将适应环境并准备好生长。

通过让植物完成所有的工作,生产更好作物的价格将大大降低。这将极大地有利于在其他恶劣环境中需要大量粮食供应的发展中国家。DNA序列可能不再只是帮助植物生存,而是现在可以帮助整个国家繁荣发展。

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