玫瑰上的刺,是她的骑士

玫瑰上的刺,是她的骑士

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玫瑰象征着热烈奔放的爱情。但正如再美的玫瑰也有尖刺,再甜的爱情也有苦的时候。林清玄的《玫瑰与刺》中曾写到:“那流入玫瑰花的汁液,也同样流入它的刺。花与刺的本质原是一样的。”我们不能只愿享受玫瑰的芬芳美丽,而拒绝付出被刺伤的代价。

只有花与刺一起,才构成了一朵完整的玫瑰花。但玫瑰是生来就带刺吗?它的刺到底有什么作用?日前,中国科学院昆明植物所植物分子遗传与适应研究团队与中国西南野生生物种质资源库及云南省农科院的团队合作,提出了月季皮刺具有储水功能的假设。相关研究成果在线发表于《国家科学评论》。

西方人将所有蔷薇属的植物都统称为“Rose”,而月季是其中的“Chinese rose”。通常来说,蔷薇属植物上的皮刺通常起到一个防卫作用,对食草动物、病原体或机械损伤起作用。然而,皮刺是否有新的功能以及皮刺形态的分子遗传学仍然没有得到很好的探索。

研究团队为无刺光叶蔷薇(BT)生成了一个高质量的参考基因组组合,以确定与茎刺发育有关的遗传元素。BT基因组本身和栽培品种月月粉(OB)之间有很高的序列多样性。

OB是玫瑰驯化的一个创始基因型。研究团队测定了茎刺密度的遗传性,并确定了两个数量性状基因座(QTL)。QTL中差异表达的基因涉及与水有关的功能,表明刺密度可能与对潮湿环境的适应性搭上了关系。

虽然与皮刺相关的基因调控网络(GRN)是高度保守的,但关键候选基因的表达变化与皮刺密度有关。研究结果表明,皮刺密度与水分适应相关联。

为更进一步探究这一假设,该团队对41个基因型的月季进行了一系列生理测试。当年生的枝条皮刺相对于表皮和叶片更能富集水分,且该富集程度在幼嫩的皮刺中更高,而较老的枝条中皮刺的水分含量则显著下降。这样的现象不仅在现代栽培品系和中国古老月季种质中出现,还在野生蔷薇等材料中保持一致。因此,研究团队提出幼嫩皮刺很可能具有储水功能的假设。

综上所述,研究团队认为这一假设完善了皮刺生物学功能研究链条,即幼嫩皮刺以储水为主,而成熟皮刺以防卫和防失水等功能为主。

这项研究为蔷薇科植物的基因组进化提供了基本资源和见解。正在进行的识别玫瑰关键性状的分子基础的工作或许能为大量种植玫瑰的园艺产业带来改善。

参考资料:

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab092


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