“种瓜得瓜，种豆得豆”，瓜和豆之间的生殖隔离阻断了瓜和豆之间的基因交流，因此即便是瓜和豆种在一起，瓜结的永远是瓜，豆结的一直是豆。但是，自然界中确实存在着基因在两种无法杂交的物种之间移动的现象，即水平基因转移（HorizontalGeneTransfer）。这种水平基因转移现象虽然在高等生物之间极其罕见，但是在土壤农杆菌（细菌）和寄主植物之间却广泛存在并时刻发生。土壤农杆菌能够把自身的一段DNA直接插入到植物基因组中，并在寄主植物上形成膨大或根状的转基因组织，其中所含的细菌基因利用植物提供的物质和能量，大量合成专供细菌生长的生物碱。从某种意义上讲，农杆菌需要借助水平基因转移机制来安身立命。但是这些天然的转基因植物组织，在自然条件下，分化成芽进而开花结籽的概率极低，因此这些来自于农杆菌的外源基因并不能遗传到被侵染植物的下一代。但是，科学家们陆续发现烟草、柳穿鱼、甘薯等植物的基因组中均存在着来自于农杆菌的外源基因，换言之，这些植物都是天然转基因植物。因此，农杆菌在植物进化进程中或发挥了重要的影响。那么，是否有更多的天然转基因植物呢？近日，ScienceChinaLifeSciences在线发表了题为“Parasiticplantdodder(Cuscutaspp.):AnewnaturalAgrobacterium-to-planthorizontalgenetransferspecies”的文章[1]，报道了菟丝子是一种新的天然转基因植物。该研究通过对来自于不同地区的菟丝子基因组序列进行挖掘比较，发现它们均含有来自于发根农杆菌的异黄瓜碱合成酶（mikimopinesynthase；mis）基因，并且该转基因事件具有以下明显的特征：1）烟草、柳穿鱼、甘薯等植物基因组中含有包括生物碱合成基因在内的多个农杆菌外源基因，而菟丝子只含有生物碱合成基因（mis基因）；2）烟草、柳穿鱼、甘薯等植物基因组中生物碱合成基因表达量通常很低，而菟丝子中的mis基因则非常活跃，并能够合成异黄瓜碱；3）mis基因在三种菟丝子基因组的位置相同，说明该转基因事件很可能发生在这三种菟丝子的共同祖先上；4）mis基因的附近区域在三种菟丝子中存在明显的多态性，但是mis基因却高度保守，说明该基因在菟丝子进化中或具有重要意义。菟丝子是严重威胁某些作物的恶性寄生性杂草，且缺乏有效防控手段。该研究拓展了之前报道的菟丝子能够从转基因抗除草剂作物获得抗除草剂性状的认识[2]，或为研究菟丝子与寄主的互作关系提供新的视角。中国农业大学在读博士研究生张月霞为该文的第一作者，植物保护学院姜临建副教授和农学院张明才教授为共同通讯作者，共同作者还包括了农学院李召虎教授和植物保护学院赖道万副教授。研究得到了国家自然科学基金和国家科技重大专项的资助。

[1]Zhang,Y.,Wang,D.,Wang,Y.,Dong,H.,Yuan,Y.,Yang,W.,Lai,D.,Zhang,M.,Jiang,L.,andLi,Z.().Parasiticplantdodder(Cuscutaspp.):AnewnaturalAgrobacterium-to-planthorizontalgenetransferspecies.SciChinaLifeSci63,



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