开启植物学研究之路（斯坦福大学科学家揭开植物生长和健康之谜）

许多植物具有独特的遗传能力，使物种形成更加容易，例如非常适合多倍体。植物的特殊之处在于它们可以通过光合作用合成能量密集的碳水化合物，这是通过使用叶绿体来完成的。叶绿体有自己的DNA，这使它们可以作为基因和遗传多样性的额外储存库，并创造了一个在动物身上看不到的额外的遗传复杂性。

尽管困难重重，植物基因研究仍具有重大的经济意义。许多作物可以通过转基因来提高产量和营养价值，并获得抗虫害、抗除草剂或抗病性。最近由加州大学河滨分校、普林斯顿大学和斯坦福大学进行的研究揭示了藻类中数百个基因的功能，其中一些也存在于植物中。这一突破将有助于为生产生物燃料而对海藻进行基因改造的尝试，并产生耐气候的农业作物类型。

研究人员利用藻类突变体和自动化工具进行了产生数百万数据点的测试。研究人员通过分析这些数据集，能够发现数百个特征不明显的基因的功能作用，并确定以前已知基因的几个新功能。这些基因在光合作用、DNA损伤反应、热应激反应、有毒化学品反应和藻类捕食者反应中具有作用。

研究人员使用一个高通量机器人生成了超过65000个莱茵衣藻的突变体，莱茵衣藻是一种与植物密切相关的单细胞绿藻，易于改变基因。他们对这些突变体进行了121种不同的处理，从而产生了1680万个数据点的数据集。每个突变体都有一个独特的DNA条形码，研究小组可以通过读取条形码来了解该突变体在特定环境压力条件下的表现。

该小组在数百个基因中发现了新的基因功能。例如，他们了解到在整个多细胞生物体中广泛存在的一个基因有助于修复受损的DNA。另有38个基因，当被破坏时，会造成利用光能的问题，表明这些基因在光合作用中起作用。