四川省金堂中學(xué) 童華池
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中外學(xué)者首次揭示植物代謝奧秘
人生存所需的能量、營養(yǎng)是通過“代謝”獲取的；一旦某種“代謝途徑”出了問題，健康就會受到影響。同樣，由“代謝產(chǎn)物”決定的蔬菜、水果的營養(yǎng)、色澤、口感、抗病性等不同品質(zhì)也是這樣。同樣是西紅柿，有的皮厚耐貯藏，有的皮薄易爛；有的偏酸富含維生素C；有的偏甜口感好。到底是哪些“代謝物”引起的這些差異？誰是真正的控制因子？如何才能獲得理想的品質(zhì)？中外科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究，首次在世界上揭開了植物代謝的奧秘。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院留荷學(xué)者、荷蘭格羅寧根大學(xué)生物信息中心傅靜遠(yuǎn)博士和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的J.J.B.Keurentjes和C.H.R.deVos博士聯(lián)手，創(chuàng)造性地將遺傳基因組學(xué)的新理論，運(yùn)用到代謝組學(xué)上。他們揭示出75%的代謝產(chǎn)物的差異性是遺傳因素引起的，而不同生態(tài)型間的“代謝物”組成的巨大差別，表明了代謝物對提高植物對環(huán)境適應(yīng)性有著重要作用，也決定了作物的營養(yǎng)、抗性和其他重要品質(zhì)。
這一最新研究成果發(fā)表在本月英國出版的最新一期世界頂尖科學(xué)雜志《自然遺傳學(xué)》上。
研究人員選用了被稱作植物界的“小白鼠”擬南芥作模型。傅靜遠(yuǎn)博士說，對擬南芥的研究，可推廣到糧食以及花卉、蔬菜等作物。研究發(fā)現(xiàn)，類黃素代謝的新基因只存在生態(tài)型“Ler”中。
研究人員在對擬南芥14種生態(tài)型和160個(gè)“Ler”和“Cvi”生態(tài)型雜交形成的雜交重合體，進(jìn)行了非特異性代謝產(chǎn)物分析后，共分離出2500種代謝化合物。其中，只有13.4%的代謝物存在所有14種生態(tài)型中，而706種代謝物是各生態(tài)型特有的，有853種代謝物只在雜交重合體中發(fā)生。
研究證實(shí)，在單一植物不同生態(tài)型中存在著顯著的代謝差異，而雜交過程可以導(dǎo)致代謝物組成和數(shù)量上的變化。這一發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)育種的代謝工程的改造和生物技術(shù)的發(fā)展有著重大意義。
用這種方法，研究人員全面掌握了代謝調(diào)控的主要基因位點(diǎn)，通過這些位點(diǎn)的篩選、變異，可大大提高育種效率。對全面、整體研究代謝途徑提供了可能，并有助于發(fā)現(xiàn)新的代謝物和代謝途徑。
傅靜遠(yuǎn)博士說，此前，一直是對代謝途徑作“窗口式”的研究，如今，用遺傳學(xué)、生物信息學(xué)的方法，卻打開了“一扇門”。由此，尋找出水稻、小麥、玉米等糧食作物及各種蔬菜、花卉的同位基因，從而提高了育種效率以及加快了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的進(jìn)程。
《自然遺傳學(xué)》評審稱：“這項(xiàng)研究有著重大意義，是對代謝組學(xué)的重大推進(jìn)。其研究結(jié)果表現(xiàn)的代謝調(diào)控是特異性、構(gòu)成性、發(fā)展性和生理性的。”
該研究還對具有特異性的“未來農(nóng)業(yè)”產(chǎn)生重要影響。比如，以后生產(chǎn)的水稻不再是單純意義上的，人們可以選擇最適合自己“代謝特質(zhì)”的不同營養(yǎng)組成的大米。
1．從原文看，下列對中外學(xué)者首次揭示的”植物代謝奧秘”這一成果相關(guān)內(nèi)容的說明，正確的一項(xiàng)是
A．這頂成果是中國的傅靜遠(yuǎn)博士聯(lián)手荷蘭的J.J.B.Keurentjes博士和C.H.R.deVos博士共同取得的。
B．他們創(chuàng)造性地將遺傳基因?qū)W的新理論運(yùn)用到代謝學(xué)上。
C．他們選用了小白鼠擬南芥作模型。
D．他們揭示出75%的代謝的差異性是遺傳因素引起的，而不同生態(tài)型間的“代謝物”組成的巨大差別，表明了代謝物對提高植物對環(huán)境適應(yīng)性有著重要作用，也決定了作物的營養(yǎng)、抗性和其他重要品質(zhì)。
2．下列表述，不符合原文意思的一項(xiàng)是
A．研究人員分離出的2500種代謝化合物中，只有13.4%的代謝物存在所有14種生態(tài)型中，而706種代謝物是各生態(tài)型特有的，有853種代謝物只在雜交重合體中發(fā)生。
B．研究證實(shí)，在單一植物不同生態(tài)型中存在著顯著的代謝差異，而雜交過程可以導(dǎo)致代謝物組成和數(shù)量上的變化。
C．傅靜遠(yuǎn)等的最新研究成果發(fā)表在世界頂尖科學(xué)雜志《自然遺傳學(xué)》上，該雜志評審稱：“這項(xiàng)研究有著重大意義，是對代謝組學(xué)的重大推進(jìn)。其研究結(jié)果表現(xiàn)的代謝調(diào)控是特異性、構(gòu)成性、發(fā)展性和生理性的。”
D．傅靜遠(yuǎn)博士說，此前，一直是對代謝途徑作“窗口式”的研究，如今，用遺傳學(xué)、生物信息學(xué)的方法，卻打開了“一扇門”。
3．依據(jù)原文的信息，下列推斷正確的一項(xiàng)是
A．對擬南芥的研究，已推廣到糧食以及花卉、蔬菜等作物。
B．傅靜遠(yuǎn)等的發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)育種的代謝工程的改造和生物技術(shù)的發(fā)展有著重大意義。
C．通過代謝調(diào)控的主要基因位點(diǎn)的篩選、變異，可大大提高育種效率。對全面、整體研究代謝途徑提供了可能，并有助于發(fā)現(xiàn)新的代謝物和代謝途徑。
D．傅靜遠(yuǎn)等的研究還對具有特異性的“未來生物技術(shù)”產(chǎn)生重要影響。
參考答案：
1．A．(B項(xiàng)的“遺傳基因?qū)W”和“代謝學(xué)”應(yīng)分別為“遺傳基因組學(xué)”和“代謝組學(xué)”；C項(xiàng)應(yīng)為“他們選用了被稱作植物界的‘小白鼠’擬南芥作模型；D項(xiàng)“代謝”應(yīng)為“代謝產(chǎn)物”。)
2．B（“植物”前應(yīng)有“單一”作限制。）
3．C（A項(xiàng)的“已推廣”應(yīng)為“可推廣”；B項(xiàng)的“現(xiàn)代育種”應(yīng)為“傳統(tǒng)育種”；D項(xiàng)的“未來生物技術(shù)”應(yīng)為“未來農(nóng)業(yè)”。）
（已刊發(fā)于《新課程報(bào)語文導(dǎo)刊》）
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