圣誕樹(shù)背后的故事：生物學(xué)家花了40年時(shí)間，只為通過(guò)基因工程培育完美圣誕樹(shù)

絢麗的圣誕樹(shù)背后，是滿(mǎn)滿(mǎn)的學(xué)問(wèn)與難題。

今天，打開(kāi)朋友圈，莫名其妙刷到一堆人艾特微信官方，表示要戴圣誕帽……

更有甚者開(kāi)始向微信要圣誕樹(shù)……

不過(guò)，想要圣誕樹(shù)的【壞笑】，你來(lái)對了地方，接下來(lái)鎂客君帶你看遍萬(wàn)種圣誕樹(shù)。

關(guān)于挑選圣誕樹(shù)，你不知道的那些事

作為和鎂客君一樣熱愛(ài)傳統文化的你，是不是也以為圣誕樹(shù)只有一種：松樹(shù)？

No！很多樹(shù)都可以用來(lái)作圣誕樹(shù)，其中常被使用的樹(shù)的品種包括松柏類(lèi)（松科、杉科、柏科和南洋杉科的統稱(chēng)）、松科冷杉屬、云杉屬和松屬。

其實(shí)關(guān)于圣誕樹(shù)，里面的學(xué)問(wèn)可多著(zhù)呢！今天鎂客君就帶大家一起了解下來(lái)龍去脈。

圣誕節是歐美的新年節日，其重要性也就等同于我們的“春節”，所以在挑選圣誕樹(shù)這件事上，他們要比我們用心的多。

一般圣誕節前一星期，家里的爸爸們就會(huì )根據客廳的大小、預算、家人的喜好（樹(shù)的顏色、氣味、高矮胖瘦）、要掛多少裝飾等因素，開(kāi)始去店里或莊園買(mǎi)圣誕樹(shù)，買(mǎi)來(lái)的圣誕樹(shù)一般都是砍下來(lái)的，也有可能是盆栽。買(mǎi)回來(lái)一般是要在家里放上兩到三個(gè)星期的。

因為要在家里放上一段時(shí)間，這棵樹(shù)帶給他們的除了快樂(lè )，還有煩惱。

你想想看，隨著(zhù)家中圣誕樹(shù)擺放的時(shí)間越長(cháng)，樹(shù)上針形葉脫落的情況就越嚴重。并且，因為圣誕樹(shù)是從外面的寒冷之地移到溫暖的室內，自身的新陳代謝會(huì )受到很大的影響，從而隨著(zhù)放置時(shí)間的變長(cháng)，顏色也會(huì )改變。

這樣，在圣誕節前后長(cháng)達半月的假日里，怎樣保持家中圣誕樹(shù)的美觀(guān)和整潔就成了一個(gè)問(wèn)題。（對于不愿打理的懶人來(lái)說(shuō)尤其重要?。?/p>

一樹(shù)難求！科學(xué)家用基因測序等生物學(xué)工具來(lái)培育“完美”圣誕樹(shù)

綜合各種需求，想要挑選一棵稱(chēng)心如意的樹(shù)并不容易：

由上圖可以看出，圣誕樹(shù)種類(lèi)真的很多，并且不同種類(lèi)的樹(shù)之間，顏色、氣味和形狀的差別還是很明顯的，當然在挑選時(shí)一定需要注意的是：葉片脫落和顏色變化情況。

以美國常用圣誕樹(shù)為例，見(jiàn)下表：

除了形狀、氣味之外，有的樹(shù)顏色會(huì )變化，還有個(gè)別樹(shù)具有很長(cháng)時(shí)間的留針能力。

但顏色好看的卻多數都沒(méi)有頑強的生命力。

為了消除樹(shù)自身特有的缺陷，將眾多樹(shù)公認的優(yōu)點(diǎn)集于一身，科學(xué)家決定利用基因測序和基因計算等生物學(xué)工具，以輔助培育出堪稱(chēng)完美的圣誕樹(shù)。

雖然鎂客君簡(jiǎn)單總結為“完美”二字，但是要做到完美，科學(xué)家要完成一個(gè)巨大的工程?。?！

四十年研究不輟，“不完美”問(wèn)題遲遲未被解決：痛點(diǎn)在基因數據收集

據生物學(xué)家研究，圣誕樹(shù)的種類(lèi)只是以科、屬分類(lèi)，就已有七種，每一科（屬）下還有至少數十種樹(shù)，考慮到地區等差異，類(lèi)別劃分至少要達到上百種。

為了研究它們各自的特征，自1978年以來(lái)，華盛頓州立大學(xué)的Gary Chastagner就開(kāi)始每年在圣誕樹(shù)種植莊園和各類(lèi)零售店游走、拍照和咨詢(xún)，并把各類(lèi)圣誕樹(shù)的枝條剪下帶回去嫁接和研究。

和北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究合作者John Frampton一起，他們利用特有的轉錄RNA，將收集的DNA轉化為蛋白質(zhì)，從而找出對應于每一種特征的相關(guān)基因。

歷經(jīng)四十余年，他們從世界各地數百棵圣誕樹(shù)中采集篩選了1200千兆字節的基因數據作為基本的樣本數據。如今，康涅狄格大學(xué)的計算生物學(xué)家Jill Wegrzyn將對收集的數據進(jìn)行分析。對于這一工作，Wegrzyn表示：“我們正在對基因列表進(jìn)行一些序列上的調整，并且試圖將它們組合在一起，以得到不同組合情況下的基因表達。不過(guò)這不是一件容易的事，尤其對松柏科植物來(lái)說(shuō)。”

為什么難度這么高？

不像玉米或大豆等植物，松柏類(lèi)植物基因組大約有20億，是人類(lèi)基因數據的7倍，所以想要獲得它們的全套基因數據，研究人員需要花費大量的時(shí)間、金錢(qián)和精力來(lái)檢測和篩選。此外，Chastagner在收集基因數據的過(guò)程中，同時(shí)觀(guān)察和記錄了第10天、第20天和第30天的細胞分裂狀況與基因表達之間的關(guān)系。

關(guān)于這一絕不輕松的任務(wù)，Wegrzyn表示，這1200千兆字節基因數據的處理，大約需要他花費5年的時(shí)間。

圣誕樹(shù)的變身：量子計算或可為其提供新的轉機

對于改進(jìn)圣誕樹(shù)這一研究，Chastagner表示：“這些物種的遺傳改良潛力巨大，但實(shí)際情況是，使用基因工程對其進(jìn)行改進(jìn)，技術(shù)本身的復雜性是我們研究的阻礙。”所以要想研制出“完美”的圣誕樹(shù)，還需至少幾年。

不過(guò)鎂客君覺(jué)得，既然AI是數據處理的引擎，而基因數據也是一種數據，所以AI或可為其解決難題。只是現在的難點(diǎn)在于，怎么將基因數據存儲在計算機里？或許量子計算機是必由之路了。

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