正如同卵双胞胎的父母会告诉你的那样，即使他们拥有相同的基因，他们也永远不会完全相同。在植物界也是如此。现在，剑桥大学的一项新研究正在帮助解释为什么在相同环境中生长的具有相同基因的“双胞胎”植物继续显示出他们自己独特的特征。

剑桥大学塞恩斯伯里实验室(SLCU)的植物科学家已经建立了一个基因表达图谱，用于绘制遗传上相同植物的“嘈杂基因”。该研究发表于今天的分子系统生物学，发现其他相同植物中约9%的基因在其表现方式上变化很大。有趣的是，许多这些高度可变(最嘈杂)的基因有助于植物对其环境做出反应，包括对光，温度，病原体和营养素起反应的基因。基因行为的这种变化在自然界中可用于遗传上相似的植物群体，以对抗环境压力，例如干旱，高盐度或极端温度。这意味着，由于基因行为的变化(对冲他们的赌注)，人群中总会有一些植物准备好承受不同的压力。但这种可变性也可能是一个问题，

这是第一次在植物中测量基因表达的全球噪音水平。在线开放获取地图集(AraNoisy)将为世界各地的植物科学家提供资源，以研究基因表达变异如何影响克隆种群中的植物存活和多样性。这一重要的踩踏石将有助于我们更好地了解植物如何在波动的环境中生存，并最终可以进一步研究植物保护工作和未来作物的发展。

什么是基因表达？

查看单个植物或动物的完整遗传密码(称为基因组)不足以完全了解个体的特征。基因表达的方式(基因表达)在具有相同基因组的个体之间可以显着不同。当基因的遗传密码用于指导在细胞内合成蛋白质或其他功能分子的一组反应时，表达基因。将一段DNA复制到RNA是该序列的第一步，称为转录。在这项研究中，基因表达中的“噪音”是指个体植物之间RNA的变异水平。测量基因表达的可变性揭示了哪些基因比其他基因嘈杂。

来自SLCU洛克集团的Sandra Cortijo博士正在研究如何调节基因表达以及导致某些基因以不可预测的方式表达的原因。

为了研究这一点，Cortijo博士承担了测量单一植物物种中基因表达的全球噪音水平的巨大任务。使用遗传上相同的植物，她在24小时内测量了所有个体基因的表达。

“对于我们的模型植物，我们使用了相对较小的野生芸苔幼苗，称为拟南芥(Arabidopsis thaliana)，最常见的是在路面的裂缝中长出杂草，”Cortijo博士说。“我们在24小时内每两小时对个体幼苗进行RNA测序，并分析植物基因组中15,646个个体基因的变异性。

“我们发现，24小时内至少有一个时间点，9%(1,358个基因)的基因变异很大。我们发现这些高度可变的基因分为两组，受昼夜循环影响 - 基因与夜间活动变化多，或白天活动变化多的基因。“

作为研究的一部分，Cortijo博士还确定了可能增加基因表达变异性的因素。高度可变的基因往往更短，被更多的其他基因(转录因子)靶向，并且以“封闭的”染色质环境为特征(这是一种允许基因表达通过附加额外分子而改变的环境)基因阅读过程(转录)而不实际改变细胞的DNA)。

“这些结果揭示了转录变异对植物基因表达调控的影响，可以作为进一步研究嘈杂基因如何与植物如何响应环境相关联的基础，”Cortijo博士说。“植物是一个很好的系统，在研究基因如何受到环境变化的调节时，因为它们不能移动，因此必须不断地感知和响应环境变化。变量基因表达的进化可以增加植物的稳健性。在不改变基因的情况下对抗不同环境

SLCU研究组组长James Locke博士表示，这些数据是进一步研究的重要新资源：“这是科学家研究基因相同的植物如何在波动的环境中生存的重要资源，并为未来研究遗传和表观遗传的工作提供基础。因素调节个体基因的变异性。“