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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-22 19:23  浏览次数:0
摘 要:这一发现来自于对食肉植物长臂猿的一项研究,长臂猿长臂猿(bladderwort)进化出了不寻常的杯状叶子,带有捕捉猎物的陷阱门。约
 这一发现来自于对食肉植物长臂猿的一项研究,长臂猿长臂猿(bladderwort)进化出了不寻常的杯状叶子,带有捕捉猎物的陷阱门。
 
约翰因内斯中心的研究小组一直在研究水生植物作为模型,以了解植物产生叶子的一般原理。
 
在这项研究中,他们发现在叶芽中的基因活性的简单变化为各种形状和大小的叶子的形成提供了一个灵活的机制。
 
约翰·因内斯中心的恩里科·科恩教授说:“我们发现了一个普遍的原理,通过这个原理,叶子可以从扁平的薄片变成针状和弯曲的形状。”。
 
“我们发现,食肉植物复杂的叶子形状是由具有扁平叶子的物种进化而来的,只是叶芽中基因活性的简单变化。令我们惊讶的是,如此简单的机制竟能为如此广泛多样的叶子形状奠定基础。”
 
科恩教授的实验室先前的研究已经确定了一个极性场——一种内置的细胞罗盘,它从一片细胞中定向叶子的生长和形状。
 
在这篇发表在《科学》杂志上的研究中,他们利用分子遗传学分析和计算机建模,首先展示细胞膜是如何形成的,识别出第二个极性场和与建立它有关的基因活动域。
 
每个椭圆囊藻叶由数个针状小叶和一个诱捕器组成。他们的分析表明,trap的发生和发展依赖于被限制在一个小区域的基因活性。在没有限制的情况下,陷阱无法发育,只能形成针状小叶。
 
这项研究提出了一个模型,在这个模型中,基因活性的这种变化建立了一个极性场,该场指向组织生长。综合起来,它提供了一个简单的机械解释不同的叶形式,并解释了杯形叶如何从扁平叶演变而来。
 
大多数叶子都是平的,为了光合作用而采光。那么,为什么要研究这些奇怪的杯形例外规则时,你正在寻找一般的原则,树叶制造?
 
“如果你想了解水为什么会在100℃下沸腾,那就去寻找它不会沸腾的情况,比如珠穆朗玛峰顶部在70℃下沸腾。从中我们学到了沸点取决于气压的一般原理同样,如果你想了解为什么大多数叶子是平的,你可以研究一些例外情况,比如一些食肉植物的叶子,它们形成水罐来捕捉猎物,”科恩教授解释说。
 
叶片平坦度对于植物如何采光、提供维持地球生命的能量和食物非常重要。通过了解叶片形成的原理,科学家和植物育种家可能能够开发出更可持续的作物。
 
 
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