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科学课上 大家“吃”出番茄美味的基因“密码”

  

10月18日上午,大鹏第二小学五年级一班的科学课上来了一位新老师,他还带来了两份大家平时喜欢吃的番茄,这究竟是怎么回事?  

原来这是大鹏新区2018年行知科普系列主题活动之一,这节走进校园的“农业基因组学”主题科学课,邀请了中国农科院基因组研究所的韩旭老师主讲。  

近两年,中国农科院基因组研究所黄三文研究团队在番茄风味品质研究中取得重大突破,连续登上了世界顶级学术期刊《科学》(Science)封面和《细胞》(Cell)。参与了该项研究基因数据分析工作的韩旭,在课堂上跟孩子们分享了农业基因组学与美味番茄研究的故事。  

基因是什么?为什么你会长得像父母?韩老师首先深入浅出地给大家讲解基因的基本知识。他说人体有31.6亿个碱基对,这些碱基所包含的基因密码中99.99%是相似的,只有0.01%的不同,但却造就了千千万万个不同你我他。而番茄有8亿碱基对,又是哪些基因位点决定了其风味的“与众不同”呢?  

韩老师从每个小组里选出2名学生代表上讲台上,分别品尝了他带来的两种不同的番茄。结果,来自基因组所培育的番茄新品种因“又甜又好吃”受到欢迎,而另一种来自市面上的番茄被指“有点酸”。  

韩老师解析说,为什么市面上一些番茄不太好吃,是由于现代育种过程过于注重番茄的产量、外观、抗性等性状,导致了控制风味品质的部分基因位点丢失,最终使得番茄口感下降。他告诉大家,为了寻找控制番茄风味的基因密码,科学家们在研究实验中请来了170多个不同国家的人,对世界上的100多种番茄进行品尝实验,找出番茄的不同风味,并标出“好吃”的品种。接着,利用数据模型分析确定了33种影响消费者喜好的主要风味物质,这些物质包括葡萄糖、果糖、柠檬酸、苹果酸和29种挥发性物质;并通过基因组测序和生物信息学分析,获得了控制风味的250个基因位点,首次发现了番茄风味的遗传基础。其中包括2个控制含糖量的基因位点,5个控制酸度的基因位点。而这些研究结果为番茄果实风味和营养物质的遗传控制和全基因组设计育种提供了线路图。  

从番茄的8亿碱基对中找到控制风味的250个基因位点?这需要经历庞大繁复的计算过程!韩老师介绍说,基因组所利用2万个CPU、拥有50万亿次计算能力的超级计算机系统,完成了这个堪称全世界农业科学界首次完成的如此庞大的计算。“寻找一个基因位点,至少需要几个月的时间!”大家听了,都说以后不好意思说做数学练习太难太累了!  

每天面对这些海量的数据是不是很枯燥?韩老师说,在研究人员看来,数据比珠宝还珍贵!因为这些有价值的数据,让科学家们找到番茄果实营养和风味物质的化学和遗传机理,才能为大家培育出好吃的番茄。  

当讲台屏幕上展现出在中国农科院基因组研究所试验基地培育出来的100多种大小和颜色不同的番茄时,大家被农业基因组学的神奇力量“惊呆了”!听说这个试验田基地就在学校附近,纷纷问道:什么时候去基地看看美味番茄的育种现场呀!  

大鹏二小副校长眭满阳说,学校一直以来重视学生科学素育的培育,这么好的科研团队和试验基地就在学校门口,接下来学校的科学课,便计划到中国农科院基因组所试验基地“走课”!  

show(“3”);文章来源于互联网:科学课上 大家“吃”出番茄美味的基因“密码”

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