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一只水果的“C”位出道,从千万年前的基因复制开始

iScience CellPress细胞科学 2019-06-30

听说这是个挺有意思的公众号


秋高气爽,又到了新鲜水果上市的季节,吃货们的幸福生活开始了。面对超市里琳琅满目的水果,却不自觉开始犯选择困难症:我该吃点啥?


(图片来自网络)


如今我们享用一枚水果的时候,多多少少会带点功利心:又要口感好,又要营养好。比如,维生素C含量得高。如今都在提“抗氧化”,维生素C就是强大的抗氧化利器,不但能提高人体免疫力,还能美白、淡斑,真正维生素界的“战斗机”。


我知道你会说:又要我们吃橙?没错,说到维生素C含量高的水果,脑袋里第一个蹦出来的水果肯定是橙子。但今天要介绍的这枚水果,并不是橙子,而是同样喜闻乐见的


猕   猴   桃


(图片来源:全景视觉)


或者,你也可以叫它“奇异果”。20世纪初,一位新西兰的女教师把原产于中国的猕猴桃带到南半球,培养成名曰“奇异果”的果品。后来,它又漂回了中国。所以,你也可以把“奇异果”称为“衣锦还乡”的猕猴桃或“学成归来”的猕猴桃。


无论是猕猴桃和奇异果,一直都是超市里餐桌上的“宠儿”。它酸甜可口,而且富含大量的营养成分:维生素C、维生素A、维生素E、钾、镁、纤维素、叶酸、胡萝卜素、钙、黄体素、氨基酸、天然肌醇……“甜甜的,酸酸的,有营养,味道好”,小编一度以为这句歌词是评价猕猴桃的。


可你知道,猕猴桃,这位德智体美全面发展的学霸,并不是天生出众吗?千万年前,当它还只是水果界默默无闻的一员时,可能还预见不到今天会“C”位出道,成功逆袭。


这一切都源于——

千万年前的两次基因复制


(图片来源:全景视觉)

中国农业植物学家、华北理工大学生命科学学院院长王希胤教授和他的研究团队最近揭开了猕猴桃的这个秘密,并将它们的成果发布在了Cell Press细胞出版社旗下跨学科开放获取期刊iScience上。


他们发现,大约在5000万~5700万年前和1800万~2000万年前,猕猴桃的祖先分别经历了两次自发的维生素C基因复制,结果是使自身的维生素C含量得到了成倍增加。


这里强行插入一个名词解释“多倍体“。根据王教授介绍,多倍体是一个突发的进化事件,一夜之间就产生了数千个额外的基因拷贝。


(图片来源:全景视觉)

而且,王教授的团队发现,猕猴桃的祖先发生的这两次进化事件很可能是由同源多倍体事件引起的,这意味着猕猴桃复制了自己的基因。与之相对的是异源多倍体事件,它的发生通常是杂交的结果。例如,香蕉、土豆和甘蔗等植物是同源多倍体,小麦、棉花和草莓则是异源多倍体。而对于猕猴桃来说,情况则更加特殊,多倍体事件发生了两次,这在已经测得基因组全序列的植物中是唯一的。


通过两次多倍体基因复制,千万年前,猕猴桃实现了成功逆袭,变身维C水果大咖。它的“变身“可不仅仅是为了在今天给我们提供好营养,还帮助它在漫漫的进化之路上披荆斩棘、打怪升级……因为维生素C的另一个作用是——帮助植物生长、抵抗伤害。


好了,我们知道它并不是一只普通的猕猴桃了……


(图片来源:全景视觉)


科学家的努力却不仅仅是

为了讲一个好故事


王教授说,“我们的研究已经解码了猕猴桃基因组的结构和进化。这可以帮助我们控制其基因,从而培植出更有营养的猕猴桃。”


同时,他们还在思考是否可以借鉴猕猴桃复制重要营养基因的技术,人工复制某些基因,帮助农业科学家培植出更有营养或抗病能力强的植物或水果。


可以想见,在未来,有了科学家们的推动,不必再依赖慢慢进化路上的偶然事件,也会有越来越多的水果成功逆袭了。那么,面对更加琳琅满目的水果,我们是不是还会问那个困扰了我们多年的问题:我该吃点啥?


(图片来源:全景视觉)


开脑洞

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该论文刊载于Cell Press细胞出版社旗下开放获取期刊iScience。iScience出版推动生命、物理和地球科学等领域发展的重要基础与应用研究。


论文原标题:“Two likely auto-tetraploidization events shaped kiwifruit genome and contributed to establishment of the Actinidiaceae family.”

论文网址:

https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30115-9

DOI:10.1016/J.ISCI.2018.08.003


作者联系方式:

王希胤  教授

华北理工大学生命科学学院

wangxiyin@vip.sina.com


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