困擾學界百年的“孟德爾豌豆之謎”破解

◎ 科技日報記者 馬愛平

記者26日從中國農業科學院獲悉，該院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）程時鋒團隊聯合英國約翰·英納斯中心等國際團隊，在國際學術期刊《自然》發表重大成果，首次從分子層面全面揭示了孟德爾豌豆七大遺傳性狀的基因密碼，成功破解了困擾學界百年的“孟德爾豌豆之謎”。

種植在深圳種質資源圃的豌豆表現出豐富的表型多樣性。圖片來源：中國農業科學院深圳農業基因組研究所

1865年，“現代遺傳學之父”格雷戈爾·孟德爾選定的七對豌豆性狀——種子形狀、顏色、花色、花位、莢形、莢色和株高，成為遺傳學研究的起點。然而，直至21世紀初，仍有三對性狀（果莢顏色、果莢形狀、花的位置）的分子機制未被揭示，成為百年未解之謎。

2019年，程時鋒在英國約翰·英納斯中心種質庫偶遇一批百年豌豆樣本時，一個大膽的設想浮現：在全球範圍內重建“孟德爾豌豆園”。5年間，約700份來自六大洲的豌豆在深圳、哈爾濱等地生長，研究團隊調查了80餘個農藝性狀，最終鎖定了控制剩下3個性狀的4個關鍵基因。

研究結果顯示，孟德爾觀察的性狀變異遠比想象中複雜：從單鹼基突變到基因組大片段缺失，從轉座子插入到轉錄融合，自然界常見的遺傳變異機制盡數呈現。