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《科学》

2023-04-12

科学中国人 2023年3期
关键词:蝾螈基因组大豆

通过加速光保护恢复提高大豆光合作用和作物产量

《科学》封面:正在发育的大豆豆荚。《科学》杂志第6608期封面文章报道了大豆中超表达的3个基因进行的工程改造。光合作用中光能的吸收必不可少,而过量吸收的光能会对植物造成损伤。为了适应自然环境中光强不断变化的情况,植物进化出多种光保护机制,以耗散吸收的多余光能。研究团队构建了一种转基因大豆,在重复的田间试验中,其在波动光下的光合效率会随之提高,5个独立转化植株中的种子产量最高增加了33%,而且种子蛋白质和油含量没有改变。未来在全球粮食安全方面,可以考虑通过提高光合效率来持续提高作物产量。

遗传交叉

《科学》封面:科学家描绘的这一图片是受青铜时代艺术的启示,显示不同古代文明下的人们在西亚和东南欧之间传播基因。图中从左至右描绘的分别是迈锡尼人、米诺斯人、赫梯人、亚美尼亚人、乌拉尔人。《科学》杂志第6609期封面展示了一系列论文的合集,文章作者向大家分享了遗传交叉相关的研究进展。作者们分析了1317个跨越1万年的古代基因组,以揭示这些区域之间的多种联系,而这些联系在现代DNA中往往是不可见的。因此,基因组数据有助于正确理解人类历史。

解析大脑演化关键过程

《科学》封面:以墨西哥美西螈为代表的具有可再生能力的动物。《科学》杂志第6610期封面文章用单细胞转录组学分析了两栖动物和爬行动物的大脑神经元。比如,绘制鬃狮蜥的全脑细胞图谱,描绘发育中的和成年蝾螈的端脑,研究蝾螈发育和再生过程中的端脑等。相关研究有助于深入了解为什么蝾螈的大脑保留了再生能力,而哺乳动物大脑失去了再生能力,以及在进化过程中大脑结构的创新是如何产生的。结果表明,脊椎动物的大脑并不是由一组新旧区域组成,而是由保守的和新的细胞类型组成的“马赛克”。

家驴的基因组历史和全球扩张

《科学》封面:一头来自约旦佩特拉的驴子驮着货物穿过崎岖不平的山地。《科学》杂志第6611期封面文章报道了驴的驯化历史。几千年来,驴对人类一直很重要,是许多文化中工作和运输的主要来源。驴是长途运动的必备驮畜,尤其是在半干旱和高地环境下。与马不同,人们对驴的起源和驯化知之甚少。托德等人对现代驴和古代驴的基因组进行测序,发现了7000多年前起源于非洲东部的证据,随后在非洲和欧亚大陆分离和分化了谱系。文章还揭示了沙漠化对不同群体之间的差异及驴的饲养的影响,包括选择大体型和近亲繁殖的做法。

(本页期刊封面图来自《科学》官网)

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