人民政協網4月25日電（記者 高志民）1865年，奧地利修道士格雷戈爾·孟德爾用豌豆雜交實驗揭開了遺傳學的序幕；160年后的今天，中國科學家用現代基因組技術完成了這場跨越世紀的科學對話。北京時間2025年4月23日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所程時鋒團隊聯合英國約翰·英納斯中心等國際機構，在《自然》雜志發表重磅研究，首次在分子層面全面解析了孟德爾豌豆七大性狀的遺傳密碼，為這場持續一個多世紀的科學探索畫上圓滿句號。

重建“孟德爾豌豆園”：一場科學與歷史的浪漫邂逅

2019年，程時鋒研究員在英國約翰·英納斯中心的種質庫中，與孟德爾實驗所用的豌豆“相遇”。這些承載著遺傳學起源的種子，激發了他重建“現代版孟德爾豌豆園”的構想。團隊歷時五年，從全球41個國家收集近700份豌豆種質，在深圳和哈爾濱建立實驗基地，系統記錄了80余個農藝性狀，最終鎖定控制七大經典性狀的關鍵基因。

“當紫花、圓粒、矮莖的豌豆在田間生長時，仿佛孟德爾的實驗場景重現眼前。”程時鋒說，“這是一封我們寫給孟德爾的回信，用21世紀的技術回答他160年前提出的問題。”

破解三大“世紀謎題”：從基因黑箱到分子機制

圖為豌豆七對性狀的表型多樣性

圖為種植在深圳種質資源圃的豌豆表現出豐富的表型多樣性

孟德爾研究的七對性狀中，種子形狀、株高、花色和種子顏色的基因此前已被鑒定，但莢色、莢形和花位置三大性狀的遺傳機制始終成謎。研究團隊通過高分辨率基因組圖譜和分子驗證，取得突破性發現：

1. 果莢顏色（Gp）：100kb基因組大片段缺失導致葉綠素合成基因（ChlG）表達紊亂，揭示結構變異調控表型的新機制。

2. 果莢形狀（P/V）：發現兩條獨立通路——小肽信號分子CLE41和轉錄因子MYB26，分別調控內果皮發育和木質素沉積，共同塑造“荷蘭豆”的獨特形態。

3. 花位置（Fa）：莖尖分生組織通路基因CIK2/3突變引發“帶狀化”，而修飾基因Mfa的發現解釋了“不完全外顯”現象，展現遺傳調控的復雜性。

“這些基因的突變類型多樣，從單堿基變異到轉座子插入，幾乎涵蓋了自然界所有遺傳變異形式。”論文第一作者奉聰博士表示，“顯性-隱性的本質，往往是功能完好與功能缺失的差異。”

意外發現：自然界的“自我修復”與“遺傳調音師”

該研究由中國農科院基因組所主導，聯合英、法、德等國際團隊完成，獲國家自然科學基金、深圳市科技創新計劃等項目支持。

研究過程中，團隊還捕捉到生命演化的精妙設計：一株本應開白花的豌豆因內含子新突變“逆轉”了基因缺陷，重新綻放紫花；修飾基因Mfa像“遺傳剎車”，可抑制主效基因突變的表現，為作物性狀精準調控提供新思路。

“這些發現讓我們重新審視孟德爾的遠見。”程時鋒指出，“他描述的‘遺傳因子’不僅是簡單的二元對立，更蘊含了多層次調控的雛形。”

科學啟示：從經典遺傳到現代農業

該研究不僅終結了百年爭議，更推動遺傳學理論與應用的雙重突破：理論層面：證實孟德爾對連續性狀“多因子作用”的預言，彌合了經典遺傳學與數量遺傳學的分野；應用價值：為豆科作物改良提供新靶點，如通過調控莢形基因培育高產豌豆品種。

中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤研究員評價稱：“這是對遺傳學起點的‘回訪式革命’，將豌豆重新推向基礎研究與育種創新的前沿。”

致敬孟德爾：英雄造就新時代

1865年，孟德爾在無人問津的講座中播下遺傳學的種子；2025年，中國科學家用“萬物皆數”的現代基因組學，讓這顆種子在分子層面生根發芽。正如論文結語所言：“孟德爾的時代早已到來，而他追求真理的科學精神，永不止步。”