是的,植物会经历“青春期”

是的,植物会经历“青春期”

青春期可能不是由痤疮和情绪波动引起的,但植物实际上也会经历自己的青春期。这被称为营养生长到生殖生长的转变,只会在几天内发生。植物会放慢叶子的生长速度,转而发育生殖器官。

现在,一组科学家已经确定了与植物以不同速度经历这些发育变化的原因相关的基因变化。这一发现在 2024 年 8 月《植物细胞》杂志上发表的一项研究中进行了详细介绍。

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“从某些方面来看,植物和人类的生长非常相似:每个人都有自己独特的生长方式,”研究合著者、英国约克大学计算生物学家达芙妮·埃泽尔在一份声明中表示。“我们的研究发现了可以控制植物发育转变时间的特定基因变化,为未来改善作物的均匀性和质量铺平了道路。”

这一类似青春期的过程所发生的剧烈物理变化对农民和消费者都很重要。它启动了叶子中的营养物质转移到植物生殖器官的过程。这些营养物质最终进入植物的果实和谷物。

对于动物来说,植物发育的时机恰当意味着食物更有营养。农民试图培育出尽可能统一的作物——但就像人类一样——不同植物的青春期发生在不同的年龄。

为了更深入地研究影响这种转变时间的因素,新研究中的团队培育了拟南芥。这种野生芥菜与芸苔属作物(包括西兰花和卷心菜)最为相似。团队之所以选择拟南芥,是因为该物种经过几代的近亲繁殖,形成了几乎基因相同的种子库。他们在土壤、温度、湿度和光照尽可能一致的条件下培育植物。

这项研究发现了可以控制植物发育转变时间的特定基因变化。图片来源:约克大学。

即使在实验室这种高度受控的条件下,植物在不同的日子里也会开始出现发育转变的迹象。这些植物的年龄都相同,但它们在植物“青春期”的道路上处于不同的阶段。

当大约一半的植物经历了转变后,研究小组测量了它们的基因活动。研究人员对叶子进行了 RNA 测序和伪时间推断算法,以精确定位与这种发育变化时间相关的特定基因变化。对这些变化的更多研究可以让我们更好地了解植物“青春期”幕后发生的事情。

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研究小组还观察到,植物在可见的生殖结构出现之前就开始了杀死叶子的过程。

“值得注意的是,我们还发现植物开始将营养物质从叶子转移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,农民可能需要在植物向生殖转变的任何明显迹象出现之前就注意这些隐藏的过程。”

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