科学家们已分离出调节植物主要生长激素的基因,用他们的话讲是朝基因控制植物大小和形状迈出了第一步。

研究者们说掌握了这种基因可以使遗传工程植物按需要长大或长小,比如让松木长得更高,从而获得更多木材,或者使香蕉树长矮从而便于摘取。科学家们称这种基因对分析植物生长的复杂过程也是一个强有力的工具。据称在植物的生长过程中生长激素起着许多各种不同的作用,其中包括促进根部生长及抑制分枝的作用。

密执安州大学的三位研究者在《科学》杂志上报道了laglu基因的分离。它是第一个从植物体内分离出来的控制生长激素的基因。

洛杉矶加利福尼亚大学的植物遗传学家B · 芬纳(Bernie Phinney)说:“它是非常非常重要的,无论你何时分离这种基因,不管它们是从人体、动物或植物体内分离出来,第一次的分离对揭开组织是如何控制它的生长都是惊人的飞跃”。

马萨诸塞大学植物分子生物学家J · 诺曼利(Jen-nifer Normanly)博士说:“这是非常有用的工具,我想说这是人们一直期盼的。我想这是一项重大成就,它使我们朝能控制植物大小的方向更迈近了一步。”

在称赞这项工作的同时,科学家们告诫,正如仍存在许多未知的生长激素的复杂调节机制一样,通过laglu基因获得巨型蔬菜或松木以前,仍存在障碍。laglu基因产生调节吲哚-3乙酸激素(IAA)。但是正如:马萨诸塞剑桥大学遗传学家G · 芬克(Gerald Fink)博士指出,IAA的产生和调节过程有多少其它基因参予起作用还是未知的。最终仍有待考察使用这种最新分离的基因,研究者可以很容易地控制生长,由于基因影响植物体内IAA的含量,科学家过去一直特别对监视laglu基因感兴趣。然而因为基因产生的酶将生长激素从它的活性形式转变成非活性形式。而且那转变在决定植物长多大的IAA水平复杂调节中是第一步。

据述整个实验过程非常仔细,第一阶段,研究者们从玉米中分离laglu基因,确定了DNA顺序,通过实验表明分离的基因产品可以将IAA从它的活性形式转变成非活性形式从而证实了它的确定。该基因是在产生酶以后命名的,称为吲哚乙酰葡糖,或laglu合成酶。

研究者也能证明在许多其他植物品种里,包括烟草、糖甜菜、西红柿、大豆、花椰菜和浮萍里也可以发现这种laglu基因。其中一位研究者R · 班迪斯基(Robert Bandurski)博士说:“我们筛选了苔藓、蕨类植物、青草和阔叶植物,然后才知道它真正是无所不在的。”如果像他们猜想的,每个植物都带laglu基因,那么对科学家使用技术控制其基因组的许多任何植物品种都可以使用laglu遗传改变其生长潜力。

研究者希望通过增加植物所载的laglu基因对数而产生较小型植物。在理论上,那些基因应该提供给植物更多的laglu酶,它们应该将更多生长激素转变成它的非活性形式。最终长出的应该是更短、更浓密的植物。

科学家们说他们应该也能使植物变大。通常情况下的laglu基因,一个DNA链产生一个充当模板的RNA链,脱离产生laglu酶的RNA链。如果研究者把一对相反的laglu酶植进植物体内,那么该植物应该产生相对而讲相反的RNA链,研究者说,这种相反的RNA可以凝固到正常的lagluRNA上,阻止它用作产生正常laglu酶的模板。植物含laglu酶较少,在它的活性形式中含有生长激素应该更多,植物长得越大。

但是在不同植物真正的生长形式中,如何确切地改变laglu水平而使它们用完仍在研究。同时研究者们说不仅仅使植物长大或长小,但主要形式是长大或长小一例如仅生产较大的水果或更大的鲜花。

马里兰州联邦农业研究院的植物物理学家J · 柯恩(Jerry Cohen)博士说:“现在大的策略是用特殊的组织方法表示激素的变化。”“他们可以创造出看上去奇怪的植物,因为激素被搞乱了,但策略仅在目标组织内正发生特别的激素变化

Cohen博士说,大多数农业科学家把laglu基因的分离看作是非常大的一步,他说:“通过改变植物体内的自然基因而能更改植物的生长,迈出了第一步。”

[The New York Times,1994年9月20日]