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杂草、水稻傻傻分不清 这场谍战已经打了千年

时间:2019-11-29 11:34:35 人气:1751

资料来源:钱江晚报

左边是秧苗。中间和右边是稗草幼苗。

如今,女孩们为了减肥,在谈论白米时脸色变得苍白。

但是你知道要得到一碗白米饭有多难吗?

今天,让我们来谈谈战场上的一场间谍战争——水稻有多努力,杂草有多努力才能生存。

这是稗草,稻田里的头号杂草。浙江大学范龙江教授的团队发现了稗草和水稻冲突的“秘密武器”。它能分泌一种叫做丁基的次级代谢物,它能明显抑制水稻的生长。

为了避免人类被“驱逐”,范教授的团队最近发现稗草拥有更强大的技能。它已经学会了“伪装”,并从原来懒惰的松散和粘在地上的样子演变成了今天的优雅样子,这更像是水稻的生长。

这篇关于“稻田浅水与江河湖泊深水”的论文发表在2019年9月16日的《自然生态与进化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上。

它是现场模拟表演的冠军。

在稻田中,稗草在15种恶性杂草中排名第一,是农民喷洒除草剂的主要目标。

"如果不使用除草剂,农民将不知道如何耕种."这种说法真的不太夸张,如果你不想摆脱它,两个月后,整个稻田将被稗草所承包。

事实上,稗草与小麦和玉米之间的关系更密切。然而,我不知道从什么时候开始稗草与水稻联系在一起,并且在外观、生长期和营养需求方面越来越接近水稻。

研究人员研究了从中国长江流域稻田及其周边地区采集的328个稗草样本。从外观上看,水田稗草和旱地稗草有明显的区别:旱地稗草的外观比较随意,大部分稗草在地上水平长,茎基部红色,完全不同于水稻;另一方面,水田里的稗草非常像“水稻”,特别是在苗期,它们整齐地折叠分蘖(发音为niè)和叶片之间的角度,像水稻一样向上生长。

第一个注意到稗草巧妙“伪装”的人是前苏联著名植物学家瓦维诺夫。20世纪30年代,他从进化的角度提出了一个观点:农田中的杂草与作物相似,这是杂草适应性进化的产物,只是为了避免被农民清除。

由于缺乏实验证据,学术界对这一观点一直存在争议。范龙江说:“我们已经对这328个样本的基因组进行了重新排序。”。"人类行为加速了稗草的进化,无意中产生了类似驯化的选择效应."

与动物模仿相比,科学界对作物模仿还没有明确的结论。范龙江的团队首次从基因组学研究的角度证实了作物拟态的存在。

被人类挤出“大米”

范龙江介绍说,通过全基因组遗传变异分析,可以将328份稗草材料明确分为3类——拟态组、非拟态组和中间型。

与非模拟稗草组相比,模拟稗草的遗传多态性降低,“这表明在模拟过程中稗草已被定向选择。”范龙江说道。

"稗草拟态水稻是被迫的."范龙江表示,团队对种群进化的分析表明,伪稗草起源于长江流域的非伪稗草,大约发生在1000年前的宋代。

“当时,正处于人口激增的过渡时期,南方的水稻取代了小麦作物成为主要粮食。也许是在那个时期,人们开始精耕细作,铲除田里的杂草。”

范龙江引用了宋代农书和诗歌中的一些证据:例如,朱Xi的《倡导农书》记载“秧苗既长,稗草也生”。它必须从地里抽干,仔细辨认,一个接一个地拔出来,然后踩在泥里培育作物的根”。在方辉的诗中,有这样一句话:“当田地移植的幼苗变绿时,稗草的农民在稻田里是默默无闻的。”稻秧要先展示稗草,然后拔掉稗草喂牛,以免为时已晚”。

稗草必须快速进化,才能长得更像水稻,以避免人类的灭绝,体内的类水稻基因也得以保存。

例如,一种叫做“lazy1”的基因,它是植物感知和响应重力的关键基因,可以调节作物的分蘖角度。研究发现,稗草中具有拟态性的相关同源基因多态性减少,且高度一致,显示出进化选择的痕迹。

本研究首次分析了植物拟态进化的分子机制,在进化生物学中具有重要意义。此外,研究结果还为分析农田杂草的来源和防治、挖掘和利用植物类型相关基因等提供了研究线索。(记者张美佳记者周伟)

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