科学家破解豌豆七大性状基因之谜

本报北京4月27日电（记者杨舒）160年前，欧洲生物学家孟德尔通过杂交实验研究豌豆的花色、果荚颜色等七大性状的遗传变异，发现了遗传学三大基本规律中的两个——分离规律和自由组合规律，奠定了现代遗传学的基础。近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）程时锋团队联合国内外多家单位，首次从基因层面全面解答了孟德尔豌豆七大性状的遗传变异奥秘，为豌豆品种改良和精准育种提供了新视野、新工具。相关论文日前发表在国际学术期刊《自然》。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员程时锋介绍，从生物学角度看，豌豆是遗传规律研究的理想模式植物，同时也是世界上非常重要的粮食作物和食品。1865年，孟德尔通过对豌豆七对相对性状（种子圆皱、子叶颜色、花色、花的位置、果荚形态、果荚颜色和株高）的杂交实验，首次提出“遗传因子”控制生物性状的理论。但受限于当时的时代背景和技术条件，他未能揭开其背后的根本机制。在此后的100多年中，研究者陆续从豌豆基因组中克隆了控制种子圆皱、株高、子叶颜色和花色的基因，但仍有三大性状的关键基因一直未明确。

本次研究中，研究人员综合运用基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学等手段，对近700份豌豆群体的演化进程与基因组多样性展开系统解析，分别从分子和基因组层面揭开了谜题，发现了控制果荚颜色、果荚圆皱和花位置的关键基因，进一步构建出迄今最全面的豌豆群体高分辨率的单倍型变异图谱和表型变异图谱，解析了72个关键农艺性状的遗传基础。这些发现，不仅补全孟德尔七大经典遗传性状的最后一块“拼图”，还为豌豆育种提供了更精准、丰富的“遗传指南针”。

“在那个没有染色体与DNA的年代，孟德尔预言了可遗传变异是生物多样性的来源。160年后，科技发展至今，从显微镜到高通量测序，从性状观察到多组学解析，我们终于得以在分子、结构、发育、演化乃至整个系统层面上真正理解那七对性状的由来、表现与传承。”谈到该研究的意义，程时锋表示。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王二涛认为，这项工作是对遗传学起点的“回访式革命”，更是面向未来的“基础性平台构建”——“它不仅重塑了我们对经典遗传规律的分子理解，更将豌豆这一古老作物重新推上基础研究与应用创新的前沿舞台”。