我國科學家揭示植物基因起源新機制

長江日報大武漢客戶端9月3日訊長期以來，科學界普遍認為，新基因是通過錯誤復制、融合或拆分已存在的基因而產生的。9月3日，記者從華中農業大學獲悉，該校寧國貴教授團隊經研究發現，自然界中一個全新功能基因可以“從零誕生”。

華中農大花卉基地月季。通訊員供圖

寧國貴介紹，月季資源品類豐富，擁有數百個自然種和上萬個栽培種，具有重要的園藝價值，適合作為生物多樣性研究的模式植物。團隊以月季為模式資源，研究發現了一個全新的基因，并命名為SCREP。該基因就像一位調香師，可以顯著抑制月季花的關鍵芳香物質——丁香酚的合成，從而調控月季花香味的濃度，更神奇的是，這一基因的來源是樹莓。

大約6300萬年前，同為薔薇亞科物種的樹莓里驟然出現了一段無功能的“非編碼DNA”，隨著薔薇屬物種植物的千萬年演化，這些零散基因片段逐步演變為可編碼蛋白質的完整基因框架SCREP。而隨著一個名為MITE的“跳躍基因”插入其啟動區，如同安裝了能量電池，促使SCREP增強表達，最終影響了薔薇屬植物花香。

團隊對38種涵蓋野生種、古老栽培種及現代栽培種的薔薇植物進行基因測序與香氣成分分析發現：SCREP基因普遍存在于進化程度較高或經人工選育的薔薇品種中。缺少該基因或其啟動區域未插入MITE“跳躍基因”（無能量電池）的植株，往往能釋放更濃郁的丁香酚香氣。這表明，SCREP基因的有無及表達強度，是塑造薔薇屬植物多樣花香的核心因素之一。

新起源的譜系特異基因的進化驅動了玫瑰香氣的多樣化。通訊員供圖

更重要的是，這一新基因并不是月季的“原生基因”，而是通過千百萬年的進化“拼裝”而來的全新基因。“此前尚未有科學家在植物界發現這樣的‘從零誕生’的基因，這讓我們對未來有了想象空間——突破傳統依賴已有基因進行改良組裝的技術局限，通過從頭創造新基因的方式，精準改良植物性狀。”

9月2日，該成果發表在國際學術期刊《細胞》上。

（長江日報記者陳曉彤 通訊員尚均忠 李潤慧 李亞軍）