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这种寄生植物通过窃听宿主的信息来了解何时开花

这种永远不会长出叶子或根的微小植物以细长的螺旋状伸长。它一圈又一圈地旋转,寻找寄主植物。当菟丝子找到一个寄主时,它会抓住寄主并用细管渗入寄主体内,吸走水分和养分。寄生的菟丝子会生长,最终用橙色或黄色的茎缠绕成线状网状物覆盖在它的受害者身上。然后,当寄主植物开花时,菟丝子也开花,为恶性循环再次开始奠定了基础。

但最后一部分,繁殖,仍然是个谜。通常,开花植物利用叶子来感知何时适合开花的环境条件。那么没有叶子的寄生植物是如何感知何时开花的呢?一项新的研究表明,通过窃听,使用来自菟丝子宿主的化学信号作为自己的信号。

研究人员在8月31日的《美国国家科学院院刊》上报告说,澳大利亚菟丝子植物(Cuscutaaustralis)从宿主吸收触发开花的化学物质,一种称为FloweringLocusT或FT的蛋白质,并利用它同步开花。这种同步最大限度地提高了菟丝子的生长和繁殖,这可能是植物寄生虫(由100多种不同的物种组成)遍布世界各地,寄生与紫花苜蓿和金合欢树不同的生物体的部分原因(SN:7/23/08).

“同步开花对这些植物寄生虫来说确实有意义,”中国科学院昆明植物研究所的植物学家吴建强说。如果茜草花得太早,它就不会长得那么大,而且会产生更少的种子。为时已晚,它的宿主可能已经死了,导致菟丝子缺乏养分来支持开花。

吴之前证明,茜草会与宿主交换许多化学信号,并预感寄生虫可能会从宿主那里接收到开花信号。因此,在实验室温室中,研究人员让三种茜草散落在开花时间不同的植物上,证实所有寄生虫都会改变开花时间以匹配宿主。

当研究人员通过实验禁用宿主的FT基因时,茜草不再开花。然后,该团队将一种荧光蛋白附加到宿主的开花蛋白上,并看到它在澳大利亚菟丝子组织中发光,证实寄生虫正在吸收化学信号。开花蛋白还与茜草中的开花相关基因相互作用,研究人员表示,这进一步证明FT启动了整个过程。

布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的植物病理学家JamesWestwood说:“菟丝子和寄主植物的同步从未像这篇论文那样清楚地显示出来。”但他说,这个故事可能还有更多。“有一些例子表明,当宿主不开花时,茜草会开花,”他说,因此尚不清楚这些寄生虫有时是否会使用其他信号来开花。

Westwood说,如果事实证明茜草真的只使用寄主的FT来诱导开花,那将是一个简单而优雅的例子,说明进化如何将植物寄生虫与它们赖以生存的有机体纠缠在一起。但他认为还需要更多的研究。“生物学很少那么简单。”

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