研究检验了跨物种的相互作用

在史无前例的一项研究中,北卡罗莱纳州研究人员应用一种新方法来检查两个不同物种的成员——植物和病原体,例如,或一种细菌和人类的相互作用在分子水平上,和轻微的基因变化在一个物种是否能影响基因表达。

在一个发表在期刊上的论文遗传学美国北卡罗来纳州的植物病理学家、生物学家和统计学家使用一种遗传作图方法——表达数量性状位点(expression quantitative trait locus，简称eQTL)，以一种新颖的方式来描述这些相互作用，为进一步研究这些复杂关系打开了大门。

David McK说:“我们真的在努力研究两种不同生物体之间相互作用背后的遗传学。”北卡罗来纳州立大学植物病理学教授，论文的共同通讯作者。“遗传学给我们的是因果关系，而不仅仅是相关性。”

“我们使用了一个交互系统来看看DNA的变化会影响一个物种的特征在另一个完全不同的物种,发现他们所做的,”大丽花尼尔森说,论文的共同通讯作者和北卡罗来纳大学的一个生物科学副教授专门从事遗传学和生物信息学。

研究人员首先将根结线虫(有差异)是一种微小的蠕虫病原体，它能感染世界各地数百种不同的植物，并在植物根部产生有害的结或瘿。这些线虫都来自同一物种，但来自世界不同地区——加州和法国——因此在基因上是不同的。这种杂交过程产生了98个后代。

尼尔森说:“当你观察来自这些不同系的基因组上的一个点时，你有50%的几率这个点来自加州线虫，50%的几率这个点来自法国线虫。”“所以现在，在基因组的每个点上，我们都有两个不同的群体:具有加州基因构成的群体和具有法国基因构成的群体。”

研究人员随后感染了豆科植物(Medicago truncatula)常用于基因组研究。这些豆科植物的基因完全相同。

尼尔森说:“我们可以观察植物基因表达的差异，并确定植物的基因组不是导致这些变化的原因。”“这意味着是感染导致了它们的不同。”

“更具体地说，”伯德补充说，“它让我们看到线虫中的哪个基因或基因位点控制着我们在植物中看到的效果。”

在线虫和植物的例子中，有很多相互作用，因为线虫诱使植物成为一个友好的宿主。

尼尔森说:“如果我们看到一种线虫用一种方式欺骗植物，而另一种线虫用另一种方式欺骗植物，我们就可以看到涉及的确切基因。”“我们正在了解感染的过程，以及感染线虫的基因和植物的反应。”

这项研究使研究人员发现了许多以前未被确认的植物基因对感染作出反应。

现在，研究人员将努力了解更多关于相互作用的网络，并优先考虑两个物种之间的联系。

伯德说:“这是思考跨物种相互作用的一种全新方式。”

北卡罗来纳大学的郭岳龙、Peter DiGennaro和Stella Chang与加州大学戴维斯分校的Sylwia Fudali、Jacinta Gimeno和Valerie M. Williamson共同撰写了这篇论文。这项工作是由国家科学基金会的植物基因组项目通过拨款IOS-1025840资助的。