一段植物或者動物的DNA可能包含成百上千的基因，每個基因編碼不同的蛋白質，每個蛋白質對生物的生存或者生長都有重要意義。對于研究人員來說，如何分離單個基因并研究每個基因的功能是個真正的挑戰――一個往往需要在實驗室中花費整年時間不斷嘗試和失敗的艱苦歷程。
　　現在一個Stanford University和Britain’s John Innes Centre合作研究小組發明一種新技術，能夠顯著簡化這個過程。新技術使得研究人員可以在幾個月而不是整年的時間來識別特定的基因。在6個月的時間內，研究人員完成了原本需要幾年時間才能完成的工作，并識別一個有趣的基因。他們深信這個技術推廣到其他物種上將有助于加快研究人員研究的步伐。這個新的稱為基于轉錄的克隆技術發表在2004年3月30日的PNAS（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。
　　這個新技術最大的優勢是應用于類似植物這樣大而復雜的基因組上。文章作者之一的Sharon R.Long是細菌和植物分子生物學專家，也是Stanford大學School of Humanities and Sciences的系主任，她和同事一起采用新克隆技術分離并鑒定了一個苜蓿科Medicago truncatula（或稱為barrel medic）在固氮過程中非常重要的基因，蒺藜狀苜蓿是豆類家族的一個成員，和紫花苜蓿、豌豆是近親。
　　苜蓿的DNA包含成千上萬的基因，用傳統方法找出每個基因的功能將是一個極為費時的工作。傳統的植物基因組學方法采用人工誘變然后在尋找突變基因。比如用輻射隨機處理大量種子，在實驗室培養這些種子，挑選表型有變化的突變株，研究突變株的DNA直到找到這個突變基因，再進一步研究其功能。如果研究人員想找到和根系生長有關的基因，他就要先找到根系有缺陷的突變植株再進行無比繁瑣的大規模DNA分析，直到找到引起缺陷的突變基因。
　　所有的生物都離不開氮源，只有通過固氮菌的作用才能將空氣中的氮轉化為生物可以利用的氮源。多數豆類植物允許固氮菌侵入根部形成根瘤，并和固氮菌建立互惠互利的共生關系，從而獲得充足的氮源。這也是在休耕時農民在田間種植苜蓿作為肥料的原因。研究人員的目的是要尋找使得特定植物能夠和固氮菌形成共生的相關基因。采用傳統方法在苜蓿中進行這樣的研究可能需要3到5年的時間，部分原因是這個過程需要兩代植物交叉受精培養。
　　為了縮短這個過程，研究人員通過逆向思維進行推理：在正常情況下，蛋白的合成受基因的指導，信息是從DNA通過轉錄傳遞到RNA，由RNA攜帶遺傳信息轉移到細胞質中并以之為模版合成蛋白質。突變基因的錯誤信息傳遞得到無義的RNA并很快被降解，在突變細胞中這種RNA的含量將非常低。但是反過來這個情況是否成立呢？就是說如果突變株的某個RNA的含量非常低是否可以代表是源自于一個缺陷基因呢？如果這樣，研究人員就可以尋找表達量降低的RNA，識別其序列然后定位這個基因。
　　豆類植物如何和固氮菌交互信息依然是個迷。在某種未知的作用下根細胞可以在幾分鐘之內識別固氮菌的信號，細胞內鈣離子濃度迅速升高然后慢慢降低，差不多每分鐘形成一次鈣離子峰，這樣不斷重復幾個小時。為了更好的研究這個現象，研究人員找到一個突變型能夠出現鈣離子峰但卻不能和固氮菌形成共生關系，將野生型的苜蓿和突變型進行比較。通過基因芯片技術，研究人員檢測了兩種表型的植株中10000個基因的RNA水平，研究人員發現突變株的DMI3基因的RNA水平非常低，在正常細胞中DMI3基因表達的蛋白和調控鈣離子反應的煙草植物蛋白相似。這個結果使得研究人員相信 DMI3基因和植物對鈣離子應激反應有關。上個月一個荷蘭和法國的研究小組也在Science上發表了相似的結果――他們用了幾乎4年的時間完成對DMI3的識別。而這個研究只用了6個月。
　　這個研究在深入研究固氮過程的同時，為以后鑒別克隆重要的植物基因指出了一個快速有效的方法，而且可以應用于各種植物。