我国科学家领衔破解孟德尔豌豆百年谜题

记者26日从中国农业科学院获悉，该院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）程时锋团队联合英国约翰・英纳斯中心等国际团队，在国际权威期刊《自然》发表重大成果，首次从分子层面全面揭示了孟德尔豌豆七大遗传性状的基因密码，成功破解了困扰学界百年的“孟德尔豌豆之谜”。

1865年，“现代遗传学之父”格雷戈尔·孟德尔选定的七对豌豆性状——种子形状、颜色、花色、花位、荚形、荚色和株高，成为遗传学研究的起点。然而，直至21世纪初，仍有三对性状（果荚颜色、果荚形状、花的位置）的分子机制未被揭示，成为百年未解之谜。

2019年，程时锋在英国约翰·英纳斯中心种质库偶遇一批百年豌豆样本时，一个大胆的设想浮现：在全球范围内重建“孟德尔豌豆园”。五年间，约700份来自六大洲的豌豆在深圳、哈尔滨等地生长，研究团队调查了80余个农艺性状，最终锁定了控制剩下三个性状的4个关键基因。

研究结果显示，孟德尔观察的性状变异远比想象中复杂：从单碱基突变到基因组大片段缺失，从转座子插入到转录融合，自然界常见的遗传变异机制尽数呈现。“例如，果荚颜色由一段100kb的基因组缺失导致叶绿素合酶基因异常表达，而非传统认知的基因突变；而控制花位置的基因则涉及类受体激酶信号通路失活，引发茎尖分生组织畸变。”程时锋说，此外，研究团队在解析花色性状时，还发现了一个“基因修复”的奇迹：一株本应开白花的豌豆，因内含子突变意外恢复了花青素合成功能，重绽紫色花朵。

“此次研究完成的豌豆七大经典性状的全基因解析，是遗传学史上的一个里程碑性事件。”中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王二涛表示，这一工作成功实现了从“性状-基因”及一些“通路-调控”的突破，对生物学基础研究、教育和育种都有深远的启发意义。

（中国农业科学院深圳农业基因组研究所供图）