德国通过测量植物突变速度解决除草剂失效难题

　　德国马克斯·普朗克发育生物学研究所的科学家首次直接测量了植物突变过程的速度。该研究用全新视角展现了进化的基本过程，解释了除草剂为何使用几年后就会失效等问题。相关研究发表在近日的《科学》杂志上。

　　基因突变是生物进化的原始动力。个体之间具有遗传差异，那些能更好适应环境的个体更有机会传承其基因，让进化生生不息，但是，基因变化的速度迄今为止还不清楚。马克斯·普朗克发展生物学研究所所长德特勒夫·魏格尔教授领导的研究小组，通过跟踪5组拟南芥30多代的遗传发育，研究比较了每一代的基因与上一代的区别，首次量化了植物基因变化的速度。

　　研究者通过对整个基因组进行广泛的比较发现，在短短几年间，5组拟南芥中，平均每组有20个DNA的组成部分———碱基对发生了改变。新的突变数目似乎非常低，不过，这一进程如果在一个物种所有个体中同时运行，遗传物质整体就会显示出令人惊讶的变化：如果有6000万个拟南芥，那么其基因组几乎每一个位置平均要发生一次变异。

　　对于科学家来说，在大约1亿2000万个碱基对中发现这些微小的变化，确实犹如“大海捞针”。为了把真正的突变可靠地从试验误差中区别出来，科学家们不仅使用新方法来搜索、跟踪基因突变，还对每个基因组进行了30次完整测序。

　　魏格尔教授的新数据表明，与拟南芥有相同来源但在很多特征上都非常不同的姐妹物种拟南芥荠，并没有像此前认为的只分离了500万年，而是在2000万年前就已经分离了。

　　除了基因变化的速度，该研究还让科学家们重新认识了新的突变在基因组中的分布。研究人员发现，并非所有可能发生的突变都均匀分布。基因组碱基对的4种不同类型（A、G、C、T），有6种变化可能，但是其中一种却占了所有突变的一半。

　　该研究结果可很好地解释大面积使用的除草剂在几年之后就会失去效力的原因。种类众多的杂草受到除草剂的影响，它们的基因组像拟南芥一样很快适应变化，于是就会出现抗除草剂的情况。魏格尔教授表示，对于针对单个基因起作用的除草剂这种影响特别明显，解决的办法之一就是寻找可以针对几个基因同时起作用的除草剂。