我国科学家解锁植物基因起源新篇章：全新功能基因可“无中生有”
科学界长久以来持有的观点是，新基因多源自已存在基因的复制、融合或拆分错误。然而，我国科学家的最新研究颠覆了这一传统认知，揭示了自然界中全新功能基因能够“从零开始”诞生的惊人事实。
近日，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室的宁国贵教授团队，在国际权威学术期刊《细胞》上发表了题为“一个从头起源基因驱动玫瑰香气多样化”的研究成果。该研究不仅详细描绘了一个全新基因诞生的复杂过程，还深入探讨了该基因对植物性状的具体影响。
月季，这一园艺价值极高的植物，因其丰富的品种资源，成为了研究生物多样性的理想模型。宁国贵教授团队正是以月季为研究对象，发现了一种名为SCREP的全新基因。该基因具有显著抑制月季花关键芳香物质——丁香酚合成的能力。而这一新基因的诞生，竟经历了长达数千万年的多步骤“组装”过程。
追溯至约6300万年前，蔷薇亚科物种树莓中首次出现了一段无功能的“非编码DNA”。随着时间的推移，直至1600万年前，这些零散的DNA片段在蔷薇属物种的演化过程中，逐渐整合为可编码蛋白质的完整基因框架。尤为关键的是，一个名为MITE的“跳跃基因”随后插入了该基因的启动区，仿佛为其安装了一枚“能量电池”，极大地增强了SCREP基因的表达，进而影响了蔷薇属植物的花香。
为验证这一发现，团队对38种蔷薇植物进行了广泛的基因测序与香气成分分析，涵盖了野生种、古老栽培种及现代栽培种。结果显示，SCREP基因普遍存在于进化程度较高或经人工选育的蔷薇品种中。而缺乏该基因或其启动区未插入MITE“跳跃基因”的植株，往往能释放出更为浓郁的丁香酚香气。这一发现无疑表明，SCREP基因的有无及其表达强度，在塑造蔷薇属植物多样花香特性中扮演着核心角色。
该研究不仅为理解月季花香性状的调控机制提供了坚实的理论基础，更展现出广阔的合成生物学应用前景。未来，科学家有望突破传统基因改良的技术瓶颈，通过从头创造新基因的方式，实现对植物性状的精准改良，开启植物育种的新纪元。
