這個 2025 年的論文,使用尖端科技的結晶,探討 160 年前孟德爾研究碗豆遺傳特徵,背後實際的基因。

Genomic and genetic insights into Mendel’s pea genes

孟德爾遺傳學的課程很多,有興趣可以隨便找個複習。via 這裡

 

160 年前,公元 1865 年,在研究之路上單打獨鬥的孟德爾,整理過往十多年的研究成果,口頭發表,隔年又寫成論文出版,結果乏人問津。 等到很多年以後,大家才知道,孟德爾參透惹遺傳最根本的奧秘,卻有點早 QQ

 

孟德爾成功的關鍵是挑選豌豆做實驗。他選出豌豆的 7 款特徵,得知顯性、隱性、獨立分配等遺傳學之道。奇妙的是,這麼多年過去後,我們還是沒有完全釐清 7 款特徵的遺傳基礎。 

 

碗豆有 2 個野生物種:Pisum fulvumPisum elatius,還有 2 個獨立馴化的物種:Pisum abyssinicumPisum sativum。 孟德爾當年研究的是 Pisum sativum,這種植物被人類栽培許久,長期高度近親繁殖。

 

不同碗豆有所差異,可以研究的特徵不少。以現在的知識來看,有些特徵只受到單一基因影響,更多則是更加複雜。孟德爾之所以能率先參透遺傳的迷霧,在於他挑選目標時很明智,選單純好分辨的。

 

7 款特徵中,4 款之前已經清楚。種子形狀(R)、植株長度(Le)、種子顏色(I)、花色(A)。新研究著重於其餘三款:豆莢形狀(P and V)、未成熟豆莢顏色(Gp)、花著生位置(Fa)。

 

 

每一款特徵,論文都有很詳細的分析和解釋。簡單說,影響這些特徵的基因,大多為突變後失去功能(loss of function)。

 

至於失去功能的原因,很多種。有的是點突變,讓基因無法生成正常的蛋白質產物,也有基因中間出現終止密碼子,還有基因少掉或多出一段,等等。

 

這便能對應,表現型層次上的顯性、隱性。例如,配備一個正常,以及一個失去功能的顏色基因,碗豆會有顏色。如果兩個都失去功能,顏色就會改變。

 

如今基因體學發達,探討基因組變異和性狀特徵,關聯性的 GWAS 大行其道。有些人卻覺得 GWAS 找到的目標,未必是真的。 論文強調,至少這七個特徵,GWAS 都有正確找到目標,而且訊號都很明確。因此對於這類狀況,GWAS 算是管用,可以作為初步篩選的工具。

 

除此之外,在新時代科學的加持下,這個論文還探討碗豆的 72 款特徵。它們大部份比孟德爾鎖定的對象更複雜,有意思的是,其中一些,孟德爾當年也有記錄過,只是無力深究。

 

假如孟德爾穿越來到現代,要花多久才能學會現在的遺傳學? 我猜應該不用太久!當年他只靠自己,就能把複雜的生物現象及簡單的操縱原理,用數學結合起來。這種人學習遺傳學這種邏輯嚴謹的領域,天生就很適合。

 

孟德爾,我們懷念他~🌹

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論文簡介:

Answers to a 160-year-old riddle about the genetics of Mendel’s pea traits

論文短評:

Unraveling Mendel’s final mysteries: A genomic retelling of pea genetics

新聞:

Century-old genetics mystery of Mendel’s peas finally solved

新聞:

Massive pea study solves last genetic riddles of famed friar

 

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