科学界过去普遍相信，新基因的产生源于既有基因的复制失误、结构拼接或片段分离。不过，我国科研人员通过深入探索发现，自然界确实存在全新功能基因的独立起源现象。
9月2日深夜，北京时间，《细胞》这一国际学术期刊刊登了华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室宁国贵教授团队的研究发现，该研究题为《一个从头起源基因驱动玫瑰香气多样化》。这项发现阐明了一种全新基因产生的逐步环节，以及这种基因对植物外部特征的作用方式。这项工作为重新探讨植物基因的起源理论提供了新角度，也为植物科学界设计全新基因、改进生物特性提供了新途径。
月季品种繁多，既有数百种原生类型，也有上万个人工培育品种，具备极高的园艺应用价值，同时也可作为生物多样性研究的理想材料。科研小组选用月季作为研究对象，识别出一种全新基因，将其定名为SCREP。实验证明，该基因能够大幅度降低月季花朵中主要香气成分——丁香酚的生成量。这种新基因的形成，是历经漫长时间、逐步组合多个片段的结果。
在六千三百万年前，树莓中突然产生了一段失去作用的“非功能DNA序列”。到一千六百万年前，由于蔷薇科植物持续进化，这些零散单元慢慢转变为能够合成蛋白质的完整基因构造。接着，一种被称作MITE的“移动基因”嵌入其调控区，仿佛为SCREP装置了“动力单元”，导致该基因表达量显著提升，进而改变了蔷薇科植物散发的香气成分。
团队对包含野生类型、传统种植类型以及当代种植类型的共38种月季植物实施了基因测序和芬芳成分检测，揭示出SCREP基因广泛存在于演化层次较高或经人为培育的月季品类之中。那些缺失该基因或者其启动区未整合MITE“跳跃基因”（不具备“能量电池”）的植株，通常能够分泌更为浓郁的丁香酚类香气。这反映出，SCREP基因的存在与否以及表达水平，对于形成蔷薇属植物丰富多样的香气特征具有关键作用。
这一成果既为调控月季香气特征提供了科学基础，又展现出巨大的合成生物学应用前景，有望打破以往改良植物主要依靠现有基因拼接的技术瓶颈，转而以全新构建基因的手段，实现对植物特性的精确优化。
