图灵汇官网

新基因的诞生是推动生物形态进化与物种形成的关键驱动力。近日，来自中国科学院昆明植物研究所的研究团队揭示了水稻及相近物种中新基因产生的关键机制——基因融合。这一突破性成果已发表于国际顶级期刊《基因组生物学》。

基因融合通过连接两个或多个基因，不仅能够跨越漫长且效率低下的点突变带来的障碍，还能通过序列重组，将相距遥远或毫不相干的功能区域整合在一起，进而快速创造出新颖的结构特性与功能，加速物种适应性进化的步伐。论文的共同通讯作者、中国科学院昆明植物研究所研究员章成君解释道，基于这一发现，研究团队独立研发了一套基于系统发育框架的动态识别融合新基因的方法。

在最新研究中，章成君、周艳丽等学者利用中国主要粮食作物——稻属的多个基因组数据，选取了四个目标物种，共辨识出310个融合基因。具体而言，粳稻、籼稻、非洲栽培稻和短舌野生稻分别包含了80、62、67和43个独特的物种特异性基因。通过对群体进行基因组重测序分析，他们发现这些特异性基因在群体中的固定频率分别为31.8%、15.4%、21.5%和93.3%，这可能对物种适应性演化起到了决定性的作用。

研究团队进一步以粳稻为例，分析显示约三分之一的融合新基因与母基因表现出相似的表达模式，约三分之一的融合新基因展现出独特的新表达模式。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行的敲除实验表明，不论表达模式是否发生变化，融合基因都能引发表型效应，进而影响物种的适应性。

这项研究成果不仅为未来优质水稻育种提供了方法论与理论依据，也为大数据时代的融合基因研究铺平了道路，预示着在遗传学领域的重要进展。