趋同进化是指不同的物种在进化过程中,由于适应相似的环境而呈现出表型上的相似性。也指不同起源的蛋白质或核酸分子出现相似的结构和功能。在谷物进化的独立过程中,许多性状的变化似乎都是在趋同选择下进行的,以此来满足人类的特定需求。因此,识别谷物中的趋同选择基因有助于阐明作物物种的进化,并加速育种计划。 2022年3月25日,Science《科学》杂志在线发表了中国农业大学农学院李建生和杨小红团队联合华中农业大学严建兵团队的研究论文“Convergent
selection of a WD40 protein that enhances grain yield in maize and
rice”,利用玉米和水稻来研究谷物之间的趋同选择规律,研究发现KRN2基因调控玉米穗行数与水稻枝梗数,揭示玉米和水稻趋同选择的分子机制,利用基因编辑KRN2可提高玉米和水稻产量。该研究为作物驯化的机理解析和未来作物育种奠定了重要的理论基础。
值得一提的是,在研究KRN2和OsKRN2的核苷酸多样性和分子进化机制中,研究人员采用全式金pEASY®-T5
Zero Cloning
Kit(CT501)对来自大刍草、玉米地方品种和野生稻的PCR产物进行克隆。该载体通过自杀基因表达与否筛选阳性重组子,当载体与片段连接成功后,自杀基因无法正确表达,包含重组子的细胞可以正常生长;当载体与片段连接不成功时,自杀基因正确表达,包含载体的细胞无法生长,即“Zero”背景。