■王长盛
水稻基因组一直在不断进化,科学家如何去研究这看不见、摸不着的进化呢? 这里就不得不提两大强悍的“武器”———基因测序技术和考古学,它们让科学家不仅可以看到过去,更可以洞悉未来。
测序技术是基因组学的手段,基因组学是遗传学的一大分支,大体就是通过测序技术将水稻的遗传物质可视化,掌握水稻每一个基因的变化情况,从全基因组的水平而不是一个基因的水平,研究水稻基因组的进化。当然,这里少不了使用计算机的生物信息技术等作为辅助,使原始复杂的测序数据清晰简单地展现出来。
我们做测序的目的就是了解基因组的变化,这是研究生命体最重要、最基本的前提。测序相当于给不同水稻品种之间进行“亲子鉴定”,通过对野生稻与栽培稻的遗传物质进行分析,科学家们得以对水稻基因组的进化进行研究。
从测序分析基因组学十分抽象,而考古学收集的证据则比较直观。比如,在我国河姆渡遗址中曾发现大量稻谷,这些稻谷品种就属于栽培稻。对出土的稻谷表型进行考古分析可以得到大量数据,当然还可以对很久以前的稻谷进行测序分析,得到更多有价值的发现。
基因组学又分为前、后基因组学,前基因组学只是抽象地分析基因的进化关系以及基因组变异等,而后基因组学则是实打实地定位克隆出单个或多个基因,这些基因就是对前基因组研究结果最有力的证明。
可是,基因的研究结果是否正确呢? 那就得继续通过转基因手段,以及构建替换系来验证。比如,现在的水稻不具有芒长 (穗粒上的细芒) 的特点,科研人员将野生稻里控制芒长的基因转到不具芒的水稻里,如果稻粒上长出了芒,就算验证正确了。替换系则是通过杂交手段,不经过转基因,将野生稻具芒基因替换无芒基因,假如长芒,也可以证明基因的正确性。