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菟絲子的開(kāi)花為何與眾不同? 文章來(lái)源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2020-08-27 | 作者:張井雄 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 植物開(kāi)花是一個(gè)令人著迷的話題。然而,愛(ài)花者眾多,知花者卻鮮有。長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,不同的植物通常會(huì)選擇不同的策略來(lái)開(kāi)花,以期獲得最佳繁殖時(shí)機(jī)。對(duì)于大多數(shù)植物而言,其開(kāi)花受到各種環(huán)境因素的調(diào)節(jié),比如溫度和光照,從而保證在合適的季節(jié)開(kāi)花。然而,菟絲子開(kāi)花并不在此列。
開(kāi)花一直是個(gè)令人著迷的話題 菟絲子為何方神圣?為何與眾不同?這還得從頭說(shuō)起。菟絲子,又名黃絲藤、金絲藤,是一種莖寄生植物。前期的研究表明,菟絲子進(jìn)化過(guò)程中,已經(jīng)丟掉了大多數(shù)植物所必須的葉片和根,只保留了不能進(jìn)行光合作用的莖。菟絲子的所有營(yíng)養(yǎng)只能從寄主獲取,這些都是通過(guò)特化的器官——吸器來(lái)完成。菟絲子的寄主范圍非常廣,但是寄主不同,生長(zhǎng)周期也有差異,如何把控節(jié)奏,恰如其時(shí)地開(kāi)花傳代呢?機(jī)智的做法是與寄主保持一致。的確,早期的觀察顯示菟絲子能與寄主保持同步開(kāi)花;而全基因組測(cè)序結(jié)果也顯示,菟絲子確實(shí)丟失了跟開(kāi)花相關(guān)的關(guān)鍵基因。
菟絲子是一種寄生植物
吸器是菟絲子入侵寄主的秘密武器 事實(shí)果真如此嗎?是的!近來(lái),中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所吳建強(qiáng)團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果表明,機(jī)智的菟絲子通過(guò)感受寄主的開(kāi)花信號(hào),保持與寄主同步開(kāi)花,避免了早開(kāi)浪費(fèi),晚開(kāi)死亡的命運(yùn)。該開(kāi)花信號(hào)稱為成花素(FT),是絕大多數(shù)植物都存在的一種開(kāi)花信號(hào),而菟絲子,剛好缺少該信號(hào)的表達(dá)。研究人員們通過(guò)分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究表明:菟絲子自身的開(kāi)花素基因不能表達(dá),而進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在菟絲子中能檢測(cè)到寄主的開(kāi)花素。他們的研究表明菟絲子已經(jīng)不能獨(dú)自開(kāi)花,必須利用寄主的開(kāi)花信號(hào)才能調(diào)控自身的開(kāi)花。如此一來(lái),寄主一旦啟動(dòng)開(kāi)花程序,就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)花素,開(kāi)花素就通過(guò)吸器傳遞到菟絲子,啟動(dòng)一系列的菟絲子的開(kāi)花程序,使菟絲子開(kāi)花,結(jié)果就是菟絲子和寄主保持同步開(kāi)花。這種開(kāi)花方式,使菟絲子寄生多種不同開(kāi)花時(shí)間的寄主成為可能。完美!
菟絲子與寄主保持同步開(kāi)花,通過(guò)大量產(chǎn)生種子擴(kuò)繁后代 如此看來(lái),菟絲子確實(shí)有些特殊手段。通過(guò)“監(jiān)測(cè)”寄主的開(kāi)花信號(hào),與寄主的開(kāi)花保持神同步。這也許正是菟絲子,甚至包括其他寄生植物能夠生生不息的重要因素之一。這也是菟絲子的生存哲學(xué)——最大化利用寄主資源的體現(xiàn),即過(guò)早過(guò)晚開(kāi)花都是不利的,恰當(dāng)其時(shí)可保證利益最大化。生物進(jìn)化,適者生存,菟絲子的巧妙開(kāi)花策略讓我們又一次領(lǐng)略了生物進(jìn)化的智慧。
菟絲子與寄主保持同步開(kāi)花 (責(zé)任編輯:李雪)
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