浮萍“懂得”斷、舍、離，一切只為長得快

作者 |唐鳳

作為人類的食物來源，浮萍有著巨大的潛力。圖片來源：JAN-PETER KASPER/FSU JENA

浮萍是目前已知生長最快的植物，但讓這種小植物成功的遺傳因素一直是個謎。現在，多虧基因組測序技術的進步，研究人員正在瞭解這種植物的獨特之處，並發現了一些植物生物學和生長的基本原理。

在發表於《基因組研究》2月刊的論文中，美國索爾克研究所等機構研究人員報告了有關這種植物基因組的新發現，這些發現解釋了它為何能夠生長得如此之快。該研究將幫助科學家瞭解植物是如何在生長和功能之間權衡取捨的，比如紮根和保護自己免受蟲害。專家認為，該研究對設計全新的植物具有啟示作用，這些植物具有最佳化的特定功能，例如增加碳儲存以幫助應對氣候變化。

“許多科學進步都要感謝那些非常簡單的有機體，比如酵母、細菌和蠕蟲。”論文第一作者、索爾克研究所植物分子和細胞生物學實驗室教授Todd Michael說，“這裡，我們可以使用浮萍理解植物的基本原理。”

浮萍是一種生長在淡水中的植物，在除南極洲以外的所有大陸上都有身影。它看起來像漂浮的綠色種子，每株植物只有針頭大小。它沒有根，只有一個單一的莖葉融合結構，稱為“葉狀體”。當植物的子體從母體上脫芽時，它會像酵母一樣進行繁殖。一些專家認為，浮萍可以成為養活地球上不斷增長的人口的重要蛋白質來源。東南亞部分地區已經有人吃它了，並稱其為“水蛋”。

為了弄清楚是什麼基因導致了浮萍快速生長，研究人員在光照和黑暗週期下種植了這些植物，然後對它們進行分析，以確定哪些基因在一天的不同時間是活躍的。目前，大多數植物的生長受到光與暗週期的調節，大部分生長髮生在早晨。

“令人驚訝的是，與其他植物相比，浮萍只有一半的基因受光/暗週期的調節。”Michael說，“我們認為這就是它生長如此之快的原因：沒有規定能限制它何時生長。”

研究人員還發現，浮萍沒有與植物行為其他要素相關的基因，如防禦機制和根的生長。“這種植物已經脫落了大部分它不需要的基因。它似乎已經演變成只關注不受控制的快速增長。”Michael補充說。

“浮萍基因組資料可以為了解植物如何形成結構和生長之間的相互作用提供洞見。”參與了該研究的霍華德休斯醫學研究所研究員和教授Joseph Ecker說，“這種植物有望成為一種新的實驗室模型，用於研究植物行為的核心特徵，包括基因如何影響不同的生物活動。”

Michael計劃繼續研究浮萍，並使用這種簡單植物分析控制命運的網路，從而瞭解更多有關植物發育的基因組結構。

相關論文資訊：https：//doi。org/10。1101/gr。266429。120