一些植物可通核內復制再生
日期：2014-11-13 09:04:08
當一些草本植物被食草動物用力咀嚼時（或在實驗室被科學家損傷時），它們會發生超越補償（overcompensate，意指植物遭受傷害后會有一種積極反應），產生更多的植物物質，繁殖力變得比平時更強。最近有科學家稱，他們已經知道這些植物是如何完成這一再生壯舉的。相關研究結果發表在最近的《分子生態學》雜志（Molecular Ecology）。
他們的研究首次表明，植物被砍斷后會出現戲劇性的反彈，這種能力依賴于一個稱為基因組復制（genome duplication）的過程，在這個過程中，單個細胞復制其基因內容的多個拷貝，而不發生有絲分裂。
基因組復制對科學家來說并不陌生；研究人員對這個現象已經了解了幾十年。但是伊利諾伊大學動物生物學教授Ken Paige稱，很少有人思考這個現象背后的目的，他與博士后研究人員Daniel Scholes共同開展了這項研究。
Paige說：“大多數草本植物——90%，可復制它們的基因組。我們想知道，這個過程是為了什么。”
在2011年的一項研究中，Paige和Scholes證明，基因組復制泛濫的植物，在被傷害后也反彈的更猛烈。研究人員懷疑，基因組復制可能給植物提供克服逆境所需要的刺激。
那項研究和這項新研究都集中于研究擬南芥——一種十字花科植物，常被用于實驗室模式植物。一些擬南芥植物能夠復制其基因組，而其他一些則不能。這些植物可以在單個細胞中積累幾十份染色體拷貝。
在這項新研究中，Scholes將能夠基因組復制的擬南芥植物，與缺乏這種能力的擬南芥植物進行雜交。Scholes說，如果DNA復制和再生之間的關系純屬偶然，那么兩者之間的關聯應該在其后代中消失。
他說：“但是這種關系仍然存在于后代中。這是第一手證據，證明這兩個特征似乎是彼此相互影響的。”
為了進一步檢驗這一假設，Scholes實驗性地增強了擬南芥植物復制其基因組的能力。他選擇了一個缺乏這種能力的株系，而且這個株系在被啃食后也經歷了生育率的大幅降低。
研究人員報道稱，正如預期的那樣，經過改造后，植物在被破壞后能夠大力反彈。Scholes說：“我們能夠完全減輕損傷的其他有害影響。損傷和未損傷植物的生育率之間沒有差異。”
Scholes說，基因組復制使細胞增大，提供了更多的個體基因拷貝，有可能增加關鍵蛋白質和其他驅動細胞生長的分子的生產。他說，進一步的研究將檢驗這些想法。
