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　　 為何月季花會帶刺？近日，中國科學(xué)院昆明植物所植物分子遺傳與適應(yīng)研究團(tuán)隊(duì)與中國西南野生生物種質(zhì)資源庫及云南省農(nóng)科院的團(tuán)隊(duì)合作，綜合利用比較基因組學(xué)、分子遺傳學(xué)和演化生物學(xué)等方法手段解析了月季皮刺遺傳調(diào)控機(jī)制，并提出了發(fā)育早期的皮刺具儲水功能的假設(shè)，填補(bǔ)了皮刺早期功能研究的空白。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《國家科學(xué)評論》。

　　皮刺是指植物表皮或皮層形成的尖銳突起，通常被認(rèn)為是植物的防衛(wèi)適應(yīng)組織，保護(hù)植物免受動物、病原體或機(jī)械傷害。研究團(tuán)隊(duì)以中國古老月季“無刺光葉薔薇（BT）”和“月月粉（OB）”及其雜交F1和回交BC1F1世代遺傳群體等為試材，首先利用掃描電鏡技術(shù)比較了BT和OB皮刺發(fā)育早期過程，發(fā)現(xiàn)BT皮刺缺失可能是皮刺發(fā)育的起始能力出現(xiàn)異常，并且基于BT x OB的F1和BC1F1世代群體開展了連續(xù)兩年的表型分析，發(fā)現(xiàn)月季皮刺密度遺傳受四個遺傳位點(diǎn)不完全顯性控制。

　　為更深入理解月季皮刺發(fā)育的遺傳調(diào)控機(jī)制，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了二倍體BT染色體水平高質(zhì)量參考基因組。研究團(tuán)隊(duì)對BT和OB進(jìn)行了比較基因組分析，發(fā)現(xiàn)皮刺密度可能與水分適應(yīng)有關(guān)。

　　為更進(jìn)一步探究這一假設(shè)，該團(tuán)隊(duì)對41個基因型的月季進(jìn)行了一系列生理測試。當(dāng)年生的枝條皮刺相對于表皮和葉片更能富集水分，且該富集程度在幼嫩的皮刺中更高，而較老的枝條中皮刺的水分含量則顯著下降。這樣的現(xiàn)象不僅在現(xiàn)代栽培品系和中國古老月季種質(zhì)中出現(xiàn)，還在野生薔薇等材料中保持一致。因此，研究團(tuán)隊(duì)提出幼嫩皮刺很可能具有儲水功能的假設(shè)。

　　“盡管還需要更多遺傳學(xué)證據(jù)，但這一假設(shè)完善了皮刺生物學(xué)功能研究鏈條，即幼嫩皮刺以儲水為主，而成熟皮刺以防衛(wèi)和防失水等功能為主。” 論文通訊作者、中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員胡金勇說。

　　胡金勇表示，這項(xiàng)研究探究了月季皮刺遺傳調(diào)控機(jī)制，揭示了基因表達(dá)變異可能是皮刺表型分化的基礎(chǔ)，提出了皮刺發(fā)育早期的生理學(xué)功能假設(shè)，構(gòu)建了重要遺傳和基因組資源。未來，這項(xiàng)工作不僅能夠促進(jìn)對月季皮刺發(fā)育遺傳機(jī)理的解析，有利于月季生物學(xué)的發(fā)展和新種質(zhì)的培育，還會為更好理解植物新性狀產(chǎn)生與維持機(jī)制提供新視角。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwab092;

　?。茖W(xué)網(wǎng) 2021年5月25日）

　　來源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/5/458363.shtm?bsh_bid=5612343765