作者:Luca Comai 来源:《科学》 发布时间:2014/12/1 15:41:45
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科学家探明柿子树性别决定因素

 

10月30日,《科学》杂志刊登了一项加利福尼亚大学戴维斯分校和京都大学的合作研究成果。研究发现了柿子树雌雄性别的决定机制,为植物育种开辟了新的领域。

大多数植物在同一植株上有着雌雄两性,比如西红柿、水稻、大豆和其他栽培作物,都是同花授粉。另外的一些植物,则需要依靠精妙的机制,在不同雌雄植株之间传授花粉。大概只有5%的植物品种的雌花和雄花是分离的,即雌雄异株。

“这是大自然最精心的伎俩,在雌雄不同的植株之间最大程度地将基因混合。”美国加利福尼亚大学戴维斯分校的植物生物学教授Lcua Comai说,“柿子、开心果、野生葡萄树、猕猴桃、啤酒花、菠菜甚至大麻,都是雌雄异株的。”

哺乳动物的性别由X和Y染色体决定:男性拥有一个X染色体和一个Y染色体,女性有两个X染色体。Y染色体上的基因负责发展男性的特质。大多数雌雄异株植物的性别和人类相似,即一个X和Y染色体是雄株,两个X染色体为雌株,但是长期以来,是什么基因决定了植物的性别一直是未解的谜团。

Comai和戴维斯分校的同事Takashi Akagi及Isabelle Henry对京都大学培育的一组柿子的“家庭树”进行了研究。他们对这些柿子树的基因进行了梳理,以寻找哪些基因是雄性植株所独有。通过研究,他们发现了一组名为OGI(雄性植株的日语称谓)的基因。OGI不编码蛋白,而是编码一种很小的RNA分子,从而抑制MeGI(雌性植株的日语称谓)基因的表达。

在雌性植株中,MeGI基因就像绝育剂,抑制花粉的形成。在雄性植株中,OGI基因又抑制MeGI基因的形成。这些基因由RNA控制,具有变化性,这也有助于解释为什么雌雄异株的植物在遗传上拥有一种性别,但却拥有两种性别的功能。

“柿子中OGI-MeGI系统的发现为研究其他雌雄异株植物物种提供了对照和比较。”Comai说。

因为植物中雌雄性别的分离是多次独立进化的结果,研究可以有效地重演进化的历程,看看植物是按不同的方式进化,还是一直沿用一种方式进化。

这项研究发表在10月30日的《科学》杂志上。

研究的发现可能有实际的应用。“雌雄性别分开是产生杂种植物最有效的方法,杂交则是提高农业生产力的关键。在未来,我们也许可以培育出雌雄异株的新物种,也可以通过自然系统的开发促进混合生产。”Henry说。(来源:中国科学报 胡璇子编译)

 
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2014/12/10 17:04:32 dingzhaohong
在自然杂志上找的好辛苦,最后看到评论在科学上找到了。点开文章开头的《自然》竟然发现是链接。
2014/12/5 19:22:10 arrennew
编辑,是《科学》。
 
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