德國馬克斯·普朗克發(fā)育生物學研究所的科學家首次直接測量了植物突變過程的速度。該研究用全新視角展現(xiàn)了進化的基本過程，解釋了除草劑為何使用幾年后就會失效等問題。相關(guān)研究發(fā)表在近日的《科學》雜志上。

　　基因突變是生物進化的原始動力。個體之間具有遺傳差異，那些能更好適應環(huán)境的個體更有機會傳承其基因，讓進化生生不息，但是，基因變化的速度迄今為止還不清楚。馬克斯·普朗克發(fā)展生物學研究所所長德特勒夫·魏格爾教授領導的研究小組，通過跟蹤5組擬南芥30多代的遺傳發(fā)育，研究比較了每一代的基因與上一代的區(qū)別，首次量化了植物基因變化的速度。

　　研究者通過對整個基因組進行廣泛的比較發(fā)現(xiàn)，在短短幾年間，5組擬南芥中，平均每組有20個DNA的組成部分———堿基對發(fā)生了改變。新的突變數(shù)目似乎非常低，不過，這一進程如果在一個物種所有個體中同時運行，遺傳物質(zhì)整體就會顯示出令人驚訝的變化：如果有6000萬個擬南芥，那么其基因組幾乎每一個位置平均要發(fā)生一次變異。

　　對于科學家來說，在大約1億2000萬個堿基對中發(fā)現(xiàn)這些微小的變化，確實猶如“大海撈針”。為了把真正的突變可靠地從試驗誤差中區(qū)別出來，科學家們不僅使用新方法來搜索、跟蹤基因突變，還對每個基因組進行了30次完整測序。

　　魏格爾教授的新數(shù)據(jù)表明，與擬南芥有相同來源但在很多特征上都非常不同的姐妹物種擬南芥薺，并沒有像此前認為的只分離了500萬年，而是在2000萬年前就已經(jīng)分離了。

　　除了基因變化的速度，該研究還讓科學家們重新認識了新的突變在基因組中的分布。研究人員發(fā)現(xiàn)，并非所有可能發(fā)生的突變都均勻分布?；蚪M堿基對的4種不同類型（A、G、C、T），有6種變化可能，但是其中一種卻占了所有突變的一半。

　　該研究結(jié)果可很好地解釋大面積使用的除草劑在幾年之后就會失去效力的原因。種類眾多的雜草受到除草劑的影響，它們的基因組像擬南芥一樣很快適應變化，于是就會出現(xiàn)抗除草劑的情況。魏格爾教授表示，對于針對單個基因起作用的除草劑這種影響特別明顯，解決的辦法之一就是尋找可以針對幾個基因同時起作用的除草劑。