浮萍有巨大潛力成為人類的食物來(lái)源。圖片來(lái)源：JAN-PETER KASPER/FSU JENA
浮萍是目前已知生長(zhǎng)最快的植物，但讓這種植物快速生長(zhǎng)的遺傳因素一直是個(gè)謎?，F(xiàn)在，得益于基因組測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，研究人員正在了解這種植物的獨(dú)特之處。
在發(fā)表于《基因組研究》2月刊的論文中，美國(guó)索爾克研究所等機(jī)構(gòu)研究人員報(bào)告了有關(guān)這種植物基因組的新發(fā)現(xiàn)，解釋了它為何能夠生長(zhǎng)得如此之快。該研究將幫助科學(xué)家了解植物如何在生長(zhǎng)和功能之間權(quán)衡取舍，并對(duì)培育全新的植物具有啟示作用，這些植物將具有優(yōu)化的特定功能，例如增加碳儲(chǔ)存以幫助應(yīng)對(duì)氣候變化。
"許多科學(xué)進(jìn)步的取得都要感謝那些非常簡(jiǎn)單的有機(jī)體，比如酵母、細(xì)菌和蠕蟲(chóng)。"論文第一作者、索爾克研究所植物分子和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授Todd Michael說(shuō)，"這里，我們可以利用浮萍了解植物的基本原理。"
浮萍是一種生長(zhǎng)在淡水中的植物，南極洲以外的所有大陸上都有它的身影。它看起來(lái)像漂浮的綠色種子，每株植物只有針頭大小。它沒(méi)有根，只有一個(gè)單一的被稱為"葉狀體"的莖葉融合結(jié)構(gòu)。當(dāng)其子體從母體上脫芽時(shí)，它會(huì)像酵母一樣進(jìn)行繁殖。一些專家認(rèn)為，浮萍可以成為地球上不斷增長(zhǎng)的人口的重要蛋白質(zhì)來(lái)源。在東南亞部分地區(qū)，已經(jīng)有人食用它了。
為弄清是什么基因?qū)е赂∑伎焖偕L(zhǎng)，研究人員在光照和黑暗周期里種植了這些植物，然后對(duì)它們進(jìn)行分析，以確定在一天的不同時(shí)間中，哪些基因是活躍的。目前，大多數(shù)浮萍的生長(zhǎng)受到光/暗周期的調(diào)節(jié)，大部分生長(zhǎng)發(fā)生在早晨。
"令人驚訝的是，與其他植物相比，浮萍只有一半的基因受光/暗周期的調(diào)節(jié)。"Michael說(shuō)，"我們認(rèn)為這就是它生長(zhǎng)如此之快的原因：沒(méi)有什么能限制它何時(shí)生長(zhǎng)。"
研究人員還發(fā)現(xiàn)，浮萍沒(méi)有與其他行為要素相關(guān)的基因，如防御機(jī)制和根的生長(zhǎng)。"這種植物已經(jīng)擯棄了大部分它不需要的基因。經(jīng)過(guò)演變，它似乎只是不受控制地快速增長(zhǎng)。"Michael補(bǔ)充說(shuō)。
"這種植物有望成為一種新的實(shí)驗(yàn)室模型，用于研究植物行為的核心特征，包括基因如何影響不同的生物活動(dòng)。"參與該研究的霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Joseph Ecker說(shuō)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1101/gr.266429.120
來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 唐鳳