植物如何避免“近亲通婚”
2006/8/1 

    文化的禁忌避免了人类的大部分近亲通婚行为,然而植物却依靠一种复杂的内部警报系统阻止这一悲剧的发生。在一项新的研究中,科学家终于搞清了这种植物“贞操带”到底是如何运作的。由于大量经济类植物已经丧失了预防同系繁殖的能力,这一发现有望帮助植物种植者们避免同系繁殖,从而培育出更加健康的植物。

    科学家们在20世纪初期便已知道,许多植物不接受它们自己的花粉以及来自亲缘植物的花粉。直到上世纪80年代,研究人员在雌蕊或植物的雌株中发现了一类酶,它能够破坏“无法共存”的花粉。如果互不排斥的花粉进入到花蕊中,那么根据推理,这些名为S-RNases的酶在产生任何破坏之前,就以某种方式被清除掉了。

    如今,美国哥伦比亚市密苏里大学的生物化学家Bruce McClure和同事终于推翻了这一假设。当研究人员在烟草植物中对排斥的和不排斥的雌蕊花粉进行检验时,他们发现,在这两种情况下,S-RNase都出现在花粉中。那么,不排斥的花粉是如何逃避酶的破坏呢?

    答案就在于花粉所具有的控制毒素的能力中。利用发光分子,科学家对S-RNase进行了追踪,他们发现,无论在排斥还是不排斥的繁殖中,花粉都能够将酶限制在一段空间内,在这里,酶无法产生任何作用。但是在36小时之后,包含有排斥花粉的这一区域逐渐分解,随之释放出S-RNase。进一步的实验表明,在彼此排斥的花粉授粉期间,一种名为HT-B的蛋白质会出现很高水平的表达,从而帮助分解这一区域的屏蔽。研究人员在2月16日出版的英国《自然》杂志上报告了这一研究成果。

    英国伯明翰大学的生物化学家Veronica Franklin-Tong指出,这一新发现“具有划时代的意义”。美国兰辛市密歇根州立大学的植物遗传学者Amy Iezzoni对此表示赞同。她认为,这一机制中的许多细节依旧有待研究,但是这篇论文无疑将对该领域的研究产生“重大影响”。 

    花粉管会吸收防止同系繁殖的酶和其他蛋白质,并在同系繁殖即将发生时将其释放。(图片提供:Ariel Goldraij、Mayandi Sivaguru、Bruce McClure/美国密苏里大学)

(群芳 译自www.science.com,2月15日,来源:科学网)