農作物的演化，一直都是很好的研究題目。由於人為的選擇，使得農作物在短短數百年、千年的時間裡由不起眼、小小變成又大又好吃、令人垂涎欲滴的果實。 過去的考古證據顯示，玉米（ Zea mays ）約在九千年前於墨西哥的巴爾薩斯谷（Balsas Valley）馴化，它的祖先是蜀黍（大芻草，teosinte，下圖最上方）。由於蜀黍與玉米不論是植物型態以及果實大小都相差極大，過去曾經對於到底蜀黍是否真的是玉米的祖先有許多爭議。不過，分子生物技術的進步，使得相關的爭議已經成為過去式了。 由上往下，蜀黍、蜀黍與玉米的雜交種、玉米的果實。 圖片來源： wiki 過去數十年對玉米與蜀黍的研究已經發現，決定他們的型態如此不同的關鍵，共有六個區域。其中兩個位於第一號染色體上，其它四個分別位於二號、三號、四號、五號染色體（1）。有些基因影響到玉米植株的型態，有些則影響玉米的果實。 位於第四號染色體上的區域，便是影響玉米果實的基因所在。玉米的果實大、種子柔軟；而蜀黍的果實不但小，種子外面還有一層硬殼。究竟蜀黍是怎麼變成好吃的玉米呢？ 威斯康辛大學的研究團隊發現，讓蜀黍的硬殼消失的關鍵，竟然就僅僅是一個基因上面的一個氨基酸的改變（2）！ 這個基因稱為「蜀黍穎結構基因1」 tga1 （ teosinte glume architecture1 ）。由於它位於第十八個鹼基的序列從G（鳥糞嘌呤，guanine）變為C（胞嘧啶，cytosine），使得玉米的 tga1 的第六號氨基酸由原來蜀黍的賴氨酸（Lys，lysine）變為天冬酰胺（Asn，Asparagine）。 就只是這麼一個氨基酸的變化，使得玉米的TGA1蛋白，從單純辨認DNA上面的GTAC序列的啟動子結合蛋白（promoter-binding protein），成為抑制基因表現的阻抑蛋白（repressor）。成為阻抑蛋白的玉米TGA1，不只是跟蜀黍TGA1一樣，會辨認DNA上面的GTAC序列，還會兩兩結合形成雙體（dimer），抑制相關基因的表現，使得種子變軟、側枝減少、支持根增生降低（prop roots）。 不過，研究團隊認為，TGA1的突變主要的影響發生在玉米種子上。為什麼會這樣認為呢？因為過去在其他 tga1 基因發生缺失的植物中，也並未觀察到除了果實型態以外的性狀；因此研究團隊認為...