劉先客
來自弗吉尼亞理工大學的科學家發現了一種植物交流的新途徑,不同種類的植物可以通過該途徑交換大量的遺傳信息。
這種在分子水平上的植物交流途徑是由弗吉尼亞理工大學農業與生命科學學院的吉姆·韋斯特伍德教授發現的。該項發現無疑為研究植物交流方式的學者們開啟了一扇嶄新的大門,同時也為那些致力于改善貧窮地區飽受寄生雜草危害情況的科學家們提供了新的研究視角。
韋斯特伍德的相關報告刊登在2014年8月15日的《Science》上。
韋斯特伍德,這位隸屬于弗蘭林生命科學研究所的研究人員表示,不同種類生物體之間的信息交流遠比我們之前預想的要頻繁。現在我們所發現的只是不同的生命體可以共享信息,下一步研究的關鍵則在于它們所共享的是哪些信息。
韋斯特伍德已經對寄生植物菟絲子與兩種寄主植物——擬南芥和西紅柿之間的作用關系進行了研究。他發現菟絲子會將吸根刺入寄主植物,以獲取水分和養分。
在此前的研究中,韋斯特伍德就已意識到寄生關系中兩種生命體會進行RNA(核糖核酸)的傳輸,而RNA的作用正是對DNA(脫氧核糖核酸)包含的遺傳信息進行翻譯,從而構成生命體的基因圖譜。
韋斯特伍德新的課題包含了對更多種類遺傳信息的研究,例如細胞行為的發號者信使RNA,它可以決定對哪種蛋白進行編碼。但易碎和短命通常是信使RNA的代名詞,這讓它在物種間的相互轉移行為格外難以想象。
而韋斯特伍德的發現則證實,有成千上萬的信使RNA分子在寄生關系中發生轉移,這使得物種間的信息交換暢通無阻。
寄生植物獲得的好處是通過基因轉移向寄主植物發號施令,比如降低寄主植物的防御功能使寄生植物更易入侵。而韋斯特伍德下一階段的研究內容就是解密轉移的信使RNA究竟對物種施了什么咒語。
新發現的作用不僅在于科學家們可以研究是否細菌和真菌也以同樣的方式進行遺傳信息的轉移,還在于它可以為世界糧食短缺提供解決之道。
盡管來自英國謝菲爾德大學的朱莉·斯科爾斯教授并未參與到該項課題研究中,但卻深諳此研究領域。她表示,獨腳金和肉蓯蓉等寄生植物可以令豆科植物和其他作物嚴重減產,而這些作物正是非洲等最貧窮地區人們賴以生存的食物。她還補充道,該研究除了可對寄生關系做進一步的闡述外,還能著眼于打亂寄生植物用于重新編碼寄主植物的信使RNA,為田間雜草的管控提供新方案。
而韋斯特伍德則認為,這項發現不僅十分有趣,同時也極具實用價值。
“這項發現令人驚喜之處在于,信使RNA就好比是寄生植物的致命弱點,讓我們可以找到攻破其魔咒的關鍵。而圍繞它所帶來的眾多啟示確實令人歡欣鼓舞。”韋斯特伍德興奮地表示。
編輯/曹煥煥