在遺傳學(xué)史上，豌豆的獨(dú)特地位堪稱(chēng)傳奇，而這主要?dú)w功于“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”——孟德?tīng)枴?865年，孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆7對(duì)穩(wěn)定性狀（種子形狀、子葉顏色、花色、花的位置、果莢形態(tài)、果莢顏色和株高）的雜交實(shí)驗(yàn)，首次提出遺傳因子控制性狀的理論，并推導(dǎo)出遺傳變異在世代間傳遞的獨(dú)立分離和自由組合規(guī)律。但受限于當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景和技術(shù)條件，他未能揭示豌豆七大性狀背后的分子本質(zhì)。
此后，科學(xué)家們前赴后繼，試圖解答這一基因之謎。然而直到最近幾十年，科學(xué)家們才陸續(xù)定位到控制種子形狀、株高、子葉顏色和花色的基因，但控制果莢顏色、果莢形態(tài)和花的位置的關(guān)鍵基因仍是未解之謎。
勇攀科技高峰，一百多年后，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)攜手英國(guó)約翰·英納斯中心等團(tuán)隊(duì)，在豌豆重要性狀的遺傳解析方面取得重要突破：他們首次鑒定了調(diào)控豌豆果莢顏色、果莢形狀和花的位置等表型變異背后的目標(biāo)基因及其突變機(jī)制，全面解答了孟德?tīng)柾愣蛊叽笮誀畹幕蛑i，相關(guān)研究成果的論文4月23日晚11時(shí)發(fā)表在《自然（Nature）》上。
據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用基因組學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和分子生物學(xué)等手段，對(duì)近700份豌豆群體的演化進(jìn)程與基因組多樣性展開(kāi)系統(tǒng)解析，分別從分子和基因組層面揭開(kāi)了謎題。研究發(fā)現(xiàn)，果莢的黃（隱性）與綠（顯性）的差異，是由于果莢中葉綠素合成途徑的最后一步受到調(diào)控干擾所致；而控制果莢飽滿(mǎn)與皺縮狀態(tài)的是兩個(gè)彼此獨(dú)立、但功能相關(guān)的發(fā)育調(diào)控基因，二者可獨(dú)立造成皺莢，也可共同作用；花的位置（“帶狀化”現(xiàn)象）是孟德?tīng)柶叽笮誀钪凶顝?fù)雜的一個(gè)，由編碼類(lèi)共受體激酶的主效基因主導(dǎo)，有趣的是，該主效基因還受到一個(gè)遺傳修飾位點(diǎn)調(diào)控，后者能夠通過(guò)延遲、削弱或掩蓋其突變效應(yīng)，改變最終的表型呈現(xiàn)。
研究還構(gòu)建了迄今最全面的豌豆群體高分辨率的單倍型變異圖譜和表型變異圖譜，解析了72個(gè)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)。這些發(fā)現(xiàn)不僅補(bǔ)全了孟德?tīng)柶叽蠼?jīng)典遺傳性狀的最后一塊“拼圖”，更為應(yīng)用分子標(biāo)記輔助育種、基因組選擇育種提供了更精準(zhǔn)、更豐富的“遺傳指南針”。
“程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)的研究成果，不僅為孟德?tīng)栭_(kāi)創(chuàng)和創(chuàng)造的歷史遺產(chǎn)和科學(xué)創(chuàng)舉中尚未解決的世紀(jì)之謎，畫(huà)上了完美的句號(hào)，同時(shí)也為豌豆分子遺傳學(xué)、基因組學(xué)和分子設(shè)計(jì)育種研究開(kāi)啟了新的篇章?！睆V州大學(xué)分子遺傳與進(jìn)化創(chuàng)新研究中心主任孔凡江表示。
