文化的禁忌避免了人類的大部分近親通婚行為,然而植物卻依靠一種復雜的內部警報系統阻止這一悲劇的發生。在一項新的研究中,科學家終于搞清了這種植物“貞操帶”到底是如何運作的。由于大量經濟類植物已經喪失了預防同系繁殖的能力,這一發現有望幫助植物種植者們避免同系繁殖,從而培育出更加健康的植物。
科學家們在20世紀初期便已知道,許多植物不接受它們自己的花粉以及來自親緣植物的花粉。直到上世紀80年代,研究人員在雌蕊或植物的雌株中發現了一類酶,它能夠破壞“無法共存”的花粉。如果互不排斥的花粉進入到花蕊中,那么根據推理,這些名為S-RNases的酶在產生任何破壞之前,就以某種方式被清除掉了。
美國哥倫比亞市密蘇里大學的生物化學家BruceMcClure和同事終于推翻了這一假設。當研究人員在煙草植物中對排斥的和不排斥的雌蕊花粉進行檢驗時,他們發現,在這兩種情況下,S-RNase都出現在花粉中。那么,不排斥的花粉是如何逃避酶的破壞呢?
答案就在于花粉所具有的控制毒素的能力中。利用發光分子,科學家對S-RNase進行了追蹤,他們發現,無論在排斥還是不排斥的繁殖中,花粉都能夠將酶限制在一段空間內,在這里,酶無法產生任何作用。但是在36小時之后,包含有排斥花粉的這一區域逐漸分解,隨之釋放出S-RNase。進一步的實驗表明,在彼此排斥的花粉授粉期間,一種名為HT-B的蛋白質會出現很高水平的表達,從而幫助分解這一區域的屏蔽。研究人員在2月16日出版的英國《自然》雜志上報告了這一研究成果。
英國伯明翰大學的生物化學家VeronicaFranklin-Tong指出,這一新發現“具有劃時代的意義”。美國蘭辛市密歇根州立大學的植物遺傳學者AmyIezzoni對此表示贊同。她認為,這一機制中的許多細節依舊有待研究,但是這篇論文無疑將對該領域的研究產生“重大影響”。
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