孟德尔遗传学理论 中国学者提出 数量遗传学新理论

2018-02-25
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文章简介：本报讯近日,国际理论生物学顶尖刊物<physicsoflivereviews>发表了北京林业大学计算生物学中心主任."国家特聘专家"邬荣领教授提出的"基于表型发育解析的数量遗传学新理论",引发国际广泛关注,专家认为该理论将在包括农林科学.进化与发育.医学等在内的关键领域具有重要应用前景.业内人士称,对人类极其重要的性状,如农作物产量.植物纤维长度以及人体器官对抗癌药物的反应等,均受许多基因与环境同时控制的复杂数量性状,用简单的数学模型表示为,表型=基因型

本报讯近日,国际理论生物学顶尖刊物《physicsoflivereviews》发表了北京林业大学计算生物学中心主任、“国家特聘专家”邬荣领教授提出的“基于表型发育解析的数量遗传学新理论”,引发国际广泛关注,专家认为该理论将在包括农林科学、进化与发育、医学等在内的关键领域具有重要应用前景。

业内人士称,对人类极其重要的性状,如农作物产量、植物纤维长度以及人体器官对抗癌药物的反应等,均受许多基因与环境同时控制的复杂数量性状,用简单的数学模型表示为,表型=基因型 环境。

早在100年前,科学家就建立了以数理统计与孟德尔遗传为基础的数量遗传学理论,来研究数量性状遗传控制的程度;上个世纪80年代,新技术的出现使人们能分离出控制数量性状的具体基因;随着二代测序技术的进步,人们得以发展出全基因组关联分析的方法,用以系统地挖掘所有控制表型的各种基因。

然而,现有数量遗传学理论都是建立在基因型与表型关系的基因部分,以及与基因存在互作关系的环境部分,没有人对表型形成的发育过程进行解析,从而极大限制了数量遗传学理论的发展与应用。

而邬荣领教授提出的新理论,把表型作为一个动态系统,将之分解成细胞、组织与器官等具有不同生理属性的组成,借助控制论思想把这些组成,利用高维数学模型连接起来,量化各种组成对最终表型的影响,从而找出能决定表型动态变化的关键组成以及生物通路。

这一新的理论通过对生物总体运行规律的认识,打破了传统基于静态认识生物规律的思想。该理论集生物、物理、数学、计算机技术与工程技术于一体,在跨学科的界面上,揭示了生物如何发生、如何发展的基础理论问题。

据介绍,刊物的主编邀请美国、奥地利、荷兰、芬兰和印度的5位学者,对这一理论进行全面评价,其评论文章全部发表在同一刊物上。5位专家认可了邬荣领关于数量遗传学研究的系统定位理论,一致认为这是复杂数量性状基因解析的重要方法,在包括农林科学、进化与发育、医学等在内的关键领域具有重要应用前景。

北京林业大学计算生物学中心正采用邬荣领教授创立的数量遗传学理论,研究林木生长、发育的遗传调控机理,期望以此来验证这一理论的实际效果,为林木遗传问题的理解提供重要突破。铁铮梁丹j191