与病毒抗争3000万年的黑比诺

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葡萄藤虽然看起来是一种相当平和的生物,但最近的研究发现,我们非常熟悉的品种黑比诺其实已经和病毒抗争好几个世纪了。澳大利亚昆士兰大学的团队研究发现,黑比诺的成功存活源于该品种对病毒 DNA 的整合能力。该学校的植物病理学家 Andrew Geering 研究发现黑比诺的基因中含有某种古老病毒的基因(该病毒被证实已存在3000万年)。

这些发现证实了植物早在现代科学干扰其基因序列前就已经进行了长期的基因改良。Geering 说道:“通常,单一个体通过有性生殖来获得新的 DNA。我们现在所发现的是一种横向的基因转移,植物从亲缘关系较远的个体获取 DNA,类似于我们在基因工程中所看到的过程。”

病毒是一种依靠在其他有机体活细胞中复制繁殖的微生物。当病毒对植物发起进攻时,它仅有50%的生存几率。通常植物不可能从病毒的攻击中完全恢复,但植物可以通过整合病毒的 DNA 来完成自我修复并改进自身抗性。

Geering 将这个过程比作用油灰填补墙上的裂缝,虽然只是在微观水平上的。“虽然植物已经能够摆脱病毒的攻击,但病毒 DNA 的片段却留在了植物的基因组中。相应地,植物则利用这些 DNA 来修补病毒攻击所留下的基因缺陷。”

几个世纪以来,酿造者通过不断的选育和嫁接来获得品质更好的葡萄藤,但葡萄藤自身也在不断地发展变化。Geering 说:“当栽培者通过扦插或嫁接来繁殖葡萄藤时,子代的性状会和亲本保持一致,但这也引发了一个问题,遗传变异将如何进行传递?”

有研究发现不同黑比诺葡萄藤病毒 DNA 的插入模式都不相同,Geering 表示现在并没有直接证据表明插入的病毒DNA 有助于提高葡萄酒品质,但是外源病毒 DNA 确实是遗传变异的一个重要过程。他补充说:“我们假设外源病毒DNA 对植物是有益的,不过如果它成为了植物基因组的累赘,这段 DNA 则会很快被清除。假设整合的病毒 DNA 能带给植物选择性基因改良,这些改良可能增强对某种疾病的抵抗能力。”

研究者们希望有朝一日能成功分离鉴定赋予黑比诺品种特性的基因构成。分子生物技术也将能够应用于植物育种。“我们的研究仅是这个巨大谜团的冰山一角,但我们可以确定整合的病毒是葡萄基因构成中的重要部分,”Geering 说道。

Wine Spectator.com

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