研究证明植物基因组中的重复基因如何使作物开发者的计划变得复杂

导读：当植物遗传学家发现一种能提高作物产量的基因时，他们想尝试将同样的变化植入其他作物中。

当植物遗传学家发现一种能提高作物产量的基因时，他们想尝试将同样的变化植入其他作物中。但冷泉港实验室教授和HHMI研究员Zachary Lippman警告说，仅仅知道一个基因的作用是不够的。他发现，了解基因组中可能潜伏着哪些其他密切相关的基因来阻止希望的改进是值得的。

在《自然-植物》杂志报道的研究中，Lippman及其同事证明了植物基因组中的重复基因如何使作物开发者的计划变得复杂。基因重复在植物中很常见。许多人充当了原始基因的“后备副本”。但是基于他的团队的惊人发现，Lippman说，拥有一个伟大的基因编辑候选者并不足以预测计划中的变化结果。“在重复基因的背景下，缺乏可预测性确实需要成为设计作物改良的眼界。”

该小组研究了基因clv3。这个基因产生一种蛋白质，限制发育中的植物组织的生长。clv3的突变导致了许多植物的高产。例如，在西红柿中，clv3的突变与具有更多种子部分的更大果实有关。Lippman的团队在番茄、烟草、地樱桃和牵牛花植物中引入了同等的clv3基因突变。所有这四种植物都是茄科植物的成员。Lippman和他的同事预计会看到类似的结果，但他所发现的却很有趣。

在烟草中，这种影响是戏剧性的，某些生长区域的大小翻了一番。这种变化是由于该植物失去了clv3备用基因。在番茄中，复制的基因部分缓冲了clv3的突变，所以影响比较温和。在地樱桃和牵牛花中，突变clv3的影响很小。这两种植物都有类似clv3的基因，可以补偿研究人员对clv3基因的改变。

对Lippman来说，这个教训是，通过基因组编辑优化作物可能需要对重复的基因进行清点。作物开发者需要了解重要基因是如何在进化过程中被复制、删除和改变的。这使科学家们能够开发出更多可预测的作物改良方法。