人類近親結婚不利于優生優育,在沒有婚姻法約束的自然界,會發生什么?我們5月3日從南京農業大學獲悉,該校發現了梨自交不親和性反應信號轉導機制,解開了植物世界的進化篩選法則,國際*學術期刊《植物細胞》在線發表了該研究成果。
“許多植物經過漫長的進化與自然篩選,逐漸演化出了自交不親和性,抑制自交、促進異交,從而使得自然界更為豐富多彩。”南京農業大學梨工程技術研究中心主任張紹鈴教授介紹,“已有的研究證實,自然界中大概有60%的高等植物表現出自交不親和性,其中大多數都屬于基于S-RNase的配子體型自交不親和性這一類型。多種薔薇科果樹,包括梨、蘋果、李、杏、甜櫻桃等,都屬于這種較為常見的自交不親和性類型。
通常情況下,同一梨品種間相互授粉不能正常結果,必須搭配不同品種相互授粉,才能獲得應有的產量和品質。人工授粉用工量大、效率低、成本高,越來越難以滿足當前生產的需求。因此,揭開梨自交不親和性的神秘面紗,對于打破這種“同一品種無法通婚的魔咒”,實現梨產業節本增效、可持續生產具有重要價值。
國際上關于梨自交不親和的研究由來已久,傳統觀點認為,雌蕊控制因子S-RNase的主要功能是降解自交不親和花粉RNA。但是,S-RNase到底是通過什么來攻擊花粉的?面對S-RNase的致命攻擊,花粉又會如何應對?這些問題一直無解。
“我們找到了梨S-RNase作用的新靶點——花粉肌動蛋白。”南京農業大學園藝學院院長吳巨友教授介紹,S-RNase直接與肌動蛋白PbrAct1相互作用,從而誘導自交不親和的花粉管發生細胞凋亡,導致授粉受精失敗。
當然,花粉也并不是坐以待斃,感受到威脅的花粉管會迅速啟動一套自我保護程序,顯著提升花粉管中磷脂酸濃度,穩定微絲骨架的結構,對抗來自S-RNase的攻擊。該研究鑒定了自交不親和性反應中S-RNase新的目標靶點,探明了花粉的應對策略,為深入了解梨自交不親和性反應信號轉導機制提供了全新的觀點。
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