234岁的树却出奇的拥有一个年轻的基因组

　　

生物通报道：瑞士洛桑大学校园里有一颗古老的橡树已经矗立在那里234年了，当1800年拿破仑的军队经过这座城市的时候，它还只是一颗小树，现在已经成长为参天大树，并且也变成了这座城市的地标。洛桑大学的研究人员采集了树木不同分支的样本进行基因组测序，然而让他们没有想到的是，这颗橡树的基因组依然“年轻”，在经过234年之后出现的突变不多，基因组保持着稳定。

这一研究发现公布在6月13日的生物学预印网站BioRxiv上。BioRxiv上的成果并没有经过同行评审，这一网站的目的是加速研究传播，并在科学家的论文正式开始同行评议前，使其获得论文反馈的机会。

每次细胞分裂时，由于复制基因组可能会发生错误，就会产生突变。动物通过在发育早期分离这些突变来保护其生殖细胞，以免出错。之后这些细胞（包含生殖系突变germline mutation）会遵循不同的发育途径，通常具有较低的细胞分裂率。

但是植物并不是这样，它们的干细胞不仅生成花的繁殖部分，而且也会生成植物的茎和叶。因此，科学家们认为这些干细胞将会积累许多突变，长寿树木顶端的新分支应该与其旧的分支存在差异。

为了验证这个假说，植物生物学家Philippe Reymond带领其洛桑大学的研究团队采集了这颗珍贵橡树的多个样品，他们从较低，较老的枝条和上部，较新的枝条上收集叶片进行基因组测序，计算单碱基突变率。结果他们发现真正得出的数字要比基于细胞分裂数量计算后的数字小得多。

加拿大麦吉尔大学植物进化生物学家Daniel Schoen（未参与该项研究）表示：“这是一个极其吸引人的研究。它触及了植物生物学家心底的一些东西。”

不过也有科学家们持不同意见，来自捷克的中欧技术研究所的植物遗传学家Karel Říha警告道，现在认为植物中这种现象很普遍还为时尚早，研究人员只是分析了一种遗传突变，即单碱基突变，并没有分析其它类型的突变，如缺失突变。

南达科他州立大学的植物进化生物学家Wao-Lun Weng则认为，这一研究团队采用了严格的过滤来排除测序数据中的背景噪音，这有可能无意中错失了一些突变。

这确实有可能，但这并不是第一个获得类似发现的研究，去年发表的两项研究结果与其一致。

瑞士伯尔尼大学的发育生物学家Cris Kuhlemeier领导的一个研究组发表了题为“Patterns of Stem Cell Divisions Contribute to Plant Longevity”的文章，跟踪分析了植物分生组织中的干细胞分裂，发现西红柿和拟南芥中分生组织中有3-4个细胞被挤在一边，要比这一区域其它细胞分裂的少得多。另外一项研究则是由Říha完成，也是在水芹的新的和旧的叶子发现几乎没有什么突变。

而对于Kuhlemeier来说，这些结果都回答了他二十年前俄勒冈州旅行时就产生的一个问题：每当他抬头看向那些400岁的花旗松时，就希望能知道树顶的树叶与底部的树叶是不是相同的。“我一直认为一棵树并不是一个有机体，而是收集了不同基因组的一个聚合体，就像是殖民地，”他说。许多生态学家都赞同他的这一看法，但现在可能都不同了……

（生物通：张迪）

原文标题：

Low Rate of Somatic Mutations in a Long-Lived Oak Tree