跨越160年！中国科学家揭开豌豆遗传的密码

你有没有想过，

为什么豌豆有的光滑，有的皱巴巴？

有的金黄，有的翠绿？

160年前，

“现代基因学之父” 孟德尔

也对这些问题充满好奇。

孟德尔选择豌豆做实验特别有眼光。

豌豆会“自给自足”地完成授粉，

不受外界干扰，

而且像种子形状、

植株高度等7对性状差异明显，

非常适合用来研究遗传规律。

经过10年时间，

近300次杂交实验，

记录超28000株豌豆后代，

孟德尔发现了遗传的“显性 / 隐性”规律，

提出“孟德尔定律，

为现代遗传学打下了基础。

但受限于当时的技术，

他没能揭开遗传现象背后的深层秘密，

留下了一道世纪难题。

160年的科学接力

孟德尔的论文在当时几乎无人问津，

但随着时间推移，

越来越多科学家被遗传学的魅力吸引。

1917年，
孟德尔提出的七大性状基因
正式命名并在染色体上定位。
之后几十年，
分子遗传学发展，
部分性状基因逐渐被确认，
比如1990年找到了
控制豌豆圆粒和皱粒的基因，
1997 年明确了控制植株高矮的基因。
然而，
果荚颜色、果荚形状和花的位置
这三个性状的遗传密码，
始终是科学界的未解之谜，

相关基因就像躲猫猫一样，

难以捉摸。

重建 “孟德尔豌豆园”

2019年，

中国农业科学院深圳

农业基因组研究所程时锋团队

在英国看到珍贵豌豆种质资源，
想起孟德尔的故事和未解之谜，
他们决定从全球六大洲41个国家
收集约700份豌豆核心种质，
在深圳重建现代版“孟德尔豌豆园”，
开启了对豌豆七大性状遗传密码的深入研究。

▲中国农业科学院深圳农业基因组研究所程时锋研究员。

世纪谜题终揭晓

经过5年努力，

程时锋团队成功揭开了

最后三个性状的秘密！

原来，
控制果荚颜色的不是常见的基因突变，
而是一段约100kb 的基因组大片段缺失；
果荚的饱满和皱缩
由两个功能相关的基因调控；
豌豆花位置“带状化”由Fa基因控制。
研究还发现，
孟德尔七大性状背后的遗传变异复杂多样，
涉及多种突变机制，
且大多是基因功能缺失或削弱，
进一步明确了“显性

和 “隐性”在分子层面的含义。

Δ种植在深圳种质资源圃的豌豆表现出丰富的表型多样性。

科学研究的意外收获

科研虽然艰辛，但也充满惊喜。

在研究过程中，

团队发现植物色彩之美背后

有着精密的遗传密码。
在研究豌豆花“带状化”性状时，
还意外发现新的遗传修饰位点Mfa。
它就像神奇的“控制器”，
能改变花的形态，
完美解释了遗传学中的
“不完全外显率”和“可变表现性”，

为理解复杂性状遗传调控提供了新视角。

Δ豌豆七对性状的表型多样性。

跨越时空的科学对话

程时锋团队5年的研究，

是一场跨越160年的科学对话。

孟德尔在没有染色体、

DNA 概念的年代，

就预言了遗传变异的重要性。

如今，

借助现代科技，

科学家们终于从分子等多个层面，

真正理解了豌豆七对性状的遗传奥秘。

孟德尔生前预言

“我的时代终将到来”，

现在，

这个时代早已到来，

而科学家们对遗传学的探索还将继续，

为未来精准育种带来更多可能！

编辑｜李紫来审核｜赵允

来源｜新华网、科技日报、新京报等综合

作者｜农业科技报·中国农科新闻网 张静

微信号：yanglingcaf