在遺傳學史上，豌豆的獨特地位堪稱傳奇，而這主要歸功于“現(xiàn)代遺傳學之父”——孟德爾。1865年，孟德爾通過豌豆7對穩(wěn)定性狀（種子形狀、子葉顏色、花色、花的位置、果莢形態(tài)、果莢顏色和株高）的雜交實驗，首次提出遺傳因子控制性狀的理論，并推導出遺傳變異在世代間傳遞的獨立分離和自由組合規(guī)律。但受限于當時的時代背景和技術條件，他未能揭示豌豆七大性狀背后的分子本質(zhì)。
此后，科學家們前赴后繼，試圖解答這一基因之謎。然而直到最近幾十年，科學家們才陸續(xù)定位到控制種子形狀、株高、子葉顏色和花色的基因，但控制果莢顏色、果莢形態(tài)和花的位置的關鍵基因仍是未解之謎。
勇攀科技高峰，一百多年后，中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）程時鋒團隊攜手英國約翰·英納斯中心等團隊，在豌豆重要性狀的遺傳解析方面取得重要突破：他們首次鑒定了調(diào)控豌豆果莢顏色、果莢形狀和花的位置等表型變異背后的目標基因及其突變機制，全面解答了孟德爾豌豆七大性狀的基因之謎，相關研究成果的論文4月23日晚11時發(fā)表在《自然（Nature）》上。
據(jù)介紹，研究團隊綜合運用基因組學、遺傳學、生物信息學和分子生物學等手段，對近700份豌豆群體的演化進程與基因組多樣性展開系統(tǒng)解析，分別從分子和基因組層面揭開了謎題。研究發(fā)現(xiàn)，果莢的黃（隱性）與綠（顯性）的差異，是由于果莢中葉綠素合成途徑的最后一步受到調(diào)控干擾所致；而控制果莢飽滿與皺縮狀態(tài)的是兩個彼此獨立、但功能相關的發(fā)育調(diào)控基因，二者可獨立造成皺莢，也可共同作用；花的位置（“帶狀化”現(xiàn)象）是孟德爾七大性狀中最復雜的一個，由編碼類共受體激酶的主效基因主導，有趣的是，該主效基因還受到一個遺傳修飾位點調(diào)控，后者能夠通過延遲、削弱或掩蓋其突變效應，改變最終的表型呈現(xiàn)。
研究還構建了迄今最全面的豌豆群體高分辨率的單倍型變異圖譜和表型變異圖譜，解析了72個關鍵農(nóng)藝性狀的遺傳基礎。這些發(fā)現(xiàn)不僅補全了孟德爾七大經(jīng)典遺傳性狀的最后一塊“拼圖”，更為應用分子標記輔助育種、基因組選擇育種提供了更精準、更豐富的“遺傳指南針”。
“程時鋒團隊的研究成果，不僅為孟德爾開創(chuàng)和創(chuàng)造的歷史遺產(chǎn)和科學創(chuàng)舉中尚未解決的世紀之謎，畫上了完美的句號，同時也為豌豆分子遺傳學、基因組學和分子設計育種研究開啟了新的篇章?！睆V州大學分子遺傳與進化創(chuàng)新研究中心主任孔凡江表示。
