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2003-04-12 14:56:53| 人氣439| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

合而為一--染色體重組與種化 

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透過染色體重組,酵母菌產生了新種。這是首個染色體重組能造成種化的直接證據。

烘焙麵包用的酵母菌Saccharomyces cerevisiae和S. mikatae幾乎是一模一樣的,除了S. cerevisiae的兩個染色體--第四及第五條染色體末端和S. mikatae的是排列相反的。它們幾乎無法交配產生有生殖力的後代,演化生物學家在一個世紀前就猜測染色體的差異可能就是罪魁禍首,很有可能利用剪下與貼上(cut & paste)造成的。

Univ. Manchester的遺傳學家Steven Oliver等人把S. cerevisiae的第四及五條染色體動手腳以改裝成S. mikatae,並讓它們交配。有接近三成的後代是可育的,比正常的跨種雜交多了廿倍。

北卡Wake Forest Univ.的演化遺傳學家Cliff Zeyl說道,這是用很不一樣的方式來瞭解演化。與在實驗室裡培育新種不同的,Oliver等人利用操作酵母菌染色體的方法來看看兩種物種怎麼合而為一。

但因為仍只有部分後代可育,Oliver認為應該還有其他遺傳差異造成兩個物種之分別。Univ. Dublin的分子演化學家Ken Wolfe同意道,此研究是非常漂亮。然而還有些問題待解決以解釋這些物種的由來。Wolfe懷疑遺傳序列的微小改變,例如一個必要基因從一個染色體改變位置到另一染色體上,也會影響到孢子的生殖力。

對物植物而言,能夠交配是種的定義之一。地理隔離,例如山脈和峽谷,是造成物種分離的原因。例如巴拿馬地峽在三百萬年前阻隔了加勒比海和太平洋,使得一種蝦子分化成兩個物種。然而許多物種間沒有地理隔離障礙。有可能是染色體倍增,這可能發生在小麥上。

原學術論文:
1) Delneri, D. et al. Engineering evolution to study speciation in yeasts. Nature, 422, 68 - 72, (2003).
2) Wolfe, K. Speciation reversal. Nature, 422, 25 - 26, (2003).

--參考來源:
ScienceNOW (03/06/2003) -- Genetic Patchwork Reveals Species Split
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2003/305/1

Nature Science Update (03/06/2003) -- Yeast evolution reversed
http://www.nature.com/nsu/030303/030303-5.html

--相關連結:
Manchester yeast research
http://www.yeastresearch.man.ac.uk/

Zeyl's site
http://www.wfu.edu/~zeylcw/zeylcw.htm

Geometry.Net - Science - Saccharomyces
http://www.geometry.net/detail/science/saccharomyces.html

上圖a是兩種不同種酵母菌交配後的結果,兩種酵母菌的差異是在染色體末端。單倍染色體的不同種酵母菌交配形成雙倍體後,減數分裂形成單倍體,但其中有一半的單倍體染色體是缺失了一部分片段,結果孢子無法正常形成。上圖b則顯示另一種情況,有些不同種酵母菌只存在基因組的微小差異--一些與生殖有關的基因位於不同染色體(黃色部分),結果它們交配後,有四分之一的後代因缺失該小部分而不育(摘自Wolfe, K. Nature 422, 25 (2003));中圖為酵母菌Saccharomyces cerevisiae的相位差光學顯微鏡照片(摘自Yeast Images );下兩圖為酵母菌Saccharomyces cerevisiae的掃描電子顯微鏡照片,酵母菌上突起部分會出芽形成無性生殖的小酵母菌(摘自Saccharomyces cerevisiae (http://distans.livstek.lth.se:2080/yeast.htm))。


本文原刊登於SciScape:
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=1016

台長: Gene Ng@UC Davis
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