

虽然可能不是以 粉刺 和 情绪波动 来定义,但 植物 确实会经历它们自己的 青春期。这个过程被称为 营养生长向生殖生长转变,它只在几天内发生。植物会减缓叶片生长,转而 发育生殖器官。
现在,一个科学家团队已经确定了导致植物以不同速率经历这些发育变化的相关基因变化。这项发现的详细信息刊登在《The Plant Cell》2024年8月刊的一项 研究 中。
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“在某些方面,植物和人类的生长非常相似:每个人都以自己独特的方式经历它,”该研究的合著者、英国约克大学计算生物学家 Daphne Ezer 在一份 声明 中表示。“我们的研究揭示了可能控制植物发育转变时机的特定基因变化,为未来提高作物均匀性和质量铺平了道路。”
这个类似青春期的过程中的剧烈生理变化对 农民 和消费者都很重要。它启动了一个过程,将叶片中的营养物质转移到植物的生殖器官中。这些营养物质最终会进入植物的果实和谷物中。
对动物而言,及时的植物发育意味着食物 更有营养。农民一直试图 培育作物 使其尽可能均匀——但就像人类一样,个体植物的青春期发生在不同的年龄。
为了更深入地了解影响这一转变时机的因素,本 新研究 中的团队培育了 拟南芥。这种 野生芥菜 最类似于 十字花科 作物,包括西兰花和卷心菜。团队之所以选择拟南芥,是因为该物种经过多代近交,创造了一个 基因上几乎相同的种子库。他们在土壤、温度、湿度和光照尽可能一致的条件下种植这些植物。

即使在实验室的高度控制条件下,植物也开始在 不同的天数 显示出其发育转变的迹象。这些植物的实际年龄相同,但它们正处于植物“青春期”的不同阶段。
当大约一半的植物完成转变时,研究团队测量了它们的基因活性。研究人员使用 RNA测序和假时间推断算法 对叶片进行分析,以确定与发育变化时机相关的特定基因变化。对这些变化的进一步研究可能有助于更好地理解是什么在幕后触发了植物的“青春期”。
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研究团队还观察到,在可见的生殖结构出现之前,植物就开始了将叶片中的营养物质转移到开花结构的过程。
“值得注意的是,我们还发现植物开始将营养物质从叶片重定向到开花结构的时间比我们预期的要早,”Ezer 说。“为了提高作物的营养价值,农民可能需要关注这些在任何可见的营养生长向生殖生长转变迹象出现很久之前就已经发生的隐藏过程。”