发布
登录 注册
全部主题站 全部文章 养花知识 多肉植物养殖 养花图集 闲暇时光
搜索

找到梵高向日葵的基因

梵高向日葵找到梵高向日葵的基因

研究人员已经鉴别出导致重瓣突变的基因,在1888年梵高所画的向日葵油画中存在一种变种(B,黑色箭头表示),正常的向日葵(A)和另一种管状花突变体(C)的图片是为了与B进行对比。


一组植物学家已经鉴别出为重瓣突变——这种因荷兰画家文森特.梵高的向日葵系列作品而不朽的现象负责的基因。


梵高在1888年开始所画的向日葵系列中,许多花卉缺乏像一般向日葵那样颜色较深的中心部分,相反被金色的花瓣所代替。这并不是梵高的一种简单的艺术表现手法,而是忠实的再现了突变品种的向日葵。在3月29日发表在《PLoS遗传学》(PLoS Genetics)上的一份 研究 论文中,来自美国佐治亚大学的研究人员表示,他们已经确认了造成这种变异的基因。


向日葵( Helianthus annuus )与其说是一朵花不如说更像是许多小花组合在一起。我们看到的向日葵是由两种花聚合而成的。植物学上称这种花的组成形式叫头状花序。在花盘边缘一圈放射状的“长花瓣”称为舌状花,为无性花。它的颜色和大小因品种而异,担负着引诱昆虫前来采蜜授粉的作用。花盘中间颜色深暗部分的的花为管状花,为两性花,负责交配受精,最后发育成果实,进行繁殖的工作。结合两种花的形态,就是我们一般印象中的大朵向日葵了,这样的大个头大概也更容易成为传粉昆虫的目标吧。


花的对称性的变化会影响植物与传粉者的相互作用,对植物的生殖适应有影响,梵高所绘的不同寻常的向日葵激起了佐治亚大学植物学家约翰伯克(John Burke)的好奇心。


开花植物的多样性多被认为和CYC类基因有关,这类基因是以 CYCLOIDEA 基因命名的。CYC类基因控制DNA转录并影响花的形态,比如对和向日葵同属菊科的非洲菊或狗舌草,但这种基因对向日葵的影响我们却知之甚少。


重瓣突变给遗传学家带来了一个实际的挑战,因为有这类特征的向日葵相对缺少花粉,这使它们繁育后代更为困难。为了克服这个难题,研究人员让一个局部重瓣突变的向日葵与另一种野生的向日葵杂交,并令他们的后代自花传粉。在这些后代中出现了新的“管状花”突变型(图C)。研究人员很快追溯到突变型与野生向日葵在基因 HaCYC2c 上的不同。在重瓣突变中这个基因被插入了一段DNA,在管状花突变中这个基因被插入了两次。


研究人员发现在重瓣突变体中第一次插入增加了 HaCYC2c 在所有植物组织的表达,并使中心花盘出现更多舌状花。在管状花突变体中,第二次插入停止了该基因的转录,防止了舌状花的形成。


“这个基因似乎是决定向日葵的形态是放射状还是圆盘状的关键因素,”伯克说,“基本上,如果你把基因放在了错误的地方上,它就会导致圆盘状的花朵看起来像放射状的。相反,如果你敲除了基因,它就会使放射状的花朵看起来更像圆盘状。”


研究人员构建了一个在不同种向日葵中追踪 HaCYC2c 基因的系谱图。结果显示,该基因的突变是独立演化、影响花卉形状的。这也证实了先前其他向日葵研究的结论。


来自美国纽约州立大学水牛城分校的植物学家维克多.艾伯特(Victor Albert)没有参与此项研究,艾伯特表示“其他植物也会用相同的工具来变同样的戏法,在演化过程中这种基因曾多次突现。”


向日葵可以通过自花传粉和异花传粉进行生殖,因梵高而不朽的重瓣花突变不大可能是一种自适应的特征,因为这种植物很难繁殖后代。“这种情况是与自然选择相对立的”论文共同作者马克.查普曼(Mark Chapman)说,“这大概只是一个随机的突变。”


查普曼说,因为这种突变所导致的突出外观,人类植物育种工作者可能保存了这种品种。虽然这种突变有着显著的缺点,但它还是为向日葵家族的演化史开启了一扇窗口。


“我们对这种基因是如何改变和演化的十分感兴趣,”伯克说,“基因突变是以个工具,允许我们不断提出更多的问题。”

【找到梵高向日葵的基因 - 闲暇时光主题站】被1169位护花使者翻阅过

【找到梵高向日葵的基因】的评论

花卉网游客
可以输入140个字
发表评论,你需要登录注册
评论
- 微信公众号 -
- 官方网站 -
- 安卓APP -