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[生物通讯]由爱荷华州立大学的教授领导的一个研究小组发现了棉花的一个特殊的遗传模式，这个遗传模式的发现对于玉米和大豆等其它作物也有影响。

“我们并不真正了解这些影响是什么，但他们一定是惊人而又意义深远的。”植物学家Jonathan Wendel说。这项由Jonathan Wendel、爱荷华州立大学的研究员 Keith Adams 和 Ryan Percifield，以及俄勒冈州立大学的Richard Cronn共同完成的研究发表在3月份的美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。

这项研究由美国农业部、美国国家科学基金会和爱荷华州植物科学研究所资助。

棉花是多倍体，每个基因都有两个拷贝而不是一个，两个拷贝分别来自1到2百万年前独立进化产生于两个大陆，然后不知怎么发生杂交的两个棉花物种。结果，棉花的基因数目就是人和动物的二倍。玉米和大豆也是多倍体。

“问题是，这些基因是同时打开和关闭，还是只有其中一个打开或关闭。”Wendel说。“有一个理论认为其中一个基因可以自由变换、活动和促进进化。这个基因或是获得新功能或是灭亡。

“出乎我们意料的是多倍体一形成，这些重复基因就以最惊人的方式改变其表达形式。”Wendel说。

Wendel和他的同事认为，如果一个基因在亲本物种中都有活性，那么它就会在多倍体后代中表达。他们检查了40个随机选择的棉花基因。

“我们发现，基因的表达发生令人难以置信的改变。”Wendel说。“超过四分之一的表达基因改变了其在亲本中的表达方式。如果这些结果在所有30,000个基因中得到证实，那么就有约7,500个基因与亲代棉花植物中的表达模式不同。

“还有更惊人的发现。”Wendel补充说。“在棉花植物花的一部分中，来自亲本1的基因对关闭，来自亲本2的基因对表达。但在花的另一部分则恰恰相反：来自亲本1的基因对表达，而亲本2基因对关闭。

“重复基因彼此默契地反式配合。这完全出乎我们的预料。”Wendel说。基因的沉默根据植物器官的不同以及研究的基因不同而不同。

研究人员发现这个现象在现代棉花品系和1到2百万年前的天然棉花品系中都存在。Wendel认为这意味着当两个基因组融合形成多倍体棉花时，基因表达就可能发生改变。

“进化或是水滴石穿式的缓慢变化－－随机突变或是幸存下来或是被淘汰掉，或是随环境变化而发生的突然改变。”Wendel说。

“这个观点没错，但基因组融合产生多倍体时发生的变化给我们带来了全新的思考模式。”Wendel说。

他认为，这个非同寻常的遗传模式也会存在于其它多倍体中，如玉米和大豆等。这项研究可能意味着基因功能基因组中的微小变化的反应要比我们预想的大得多。

“如何利用这些发现改良作物，现在还没有确切的答案，但Wendel相信总有一天这个发现会派上用场的。

研究人员将继续研究其它棉花基因的表达。（生物通编译）