老葉的植物王國

  圖片來源：Developmental Cell 就像人類有嬰兒期、少年期到成年期一樣，植物也有自己的成長階段！最近的一篇科學文章說明了植物是如何從幼年期成長到成年期的，這個過程就像是植物的「青春期」。 這篇文章叫做《植物營養生長階段變化的時間調控》，由兩位科學家R. Scott Poethig和Jim Fouracre撰寫。他們研究了植物的這一成長過程，尤其是植物是如何在成長的過程中由幼年期過渡到成年期的。在這個階段，植物的葉片、芽和節間等身體部分會發生改變。有些改變是慢慢發生的，有些則是突然改變，讓人們可以清楚地看到植物從幼年期過渡到成年期。 植物的這種階段變化在很多物種中都有研究，比如常春藤、相思樹、桉樹以及紐西蘭的一些樹木。這些植物在成長過程中，葉子的形狀會有很大的變化。比如，在阿拉伯芥（一種小型植物）中，年輕時葉子是圓的、鋸齒少，成熟後葉子變得有更多鋸齒，葉柄變粗短。而相思樹在小時候長的是羽狀複葉，長大後變成葉狀體。 科學家們發現，一種叫做miR156的微型RNA在這個階段變化中扮演著非常重要的角色。在玉米這種植物中，一個自然發生的基因突變讓科學家們了解到，miR156是控制植物成長階段變化的關鍵。這個微型RNA在植物剛發芽的時候非常活躍，然後隨著植物逐漸成熟，它的活動量會逐漸降低。 有趣的是，植物是否開花並不總是和它是否成熟相關。比如，有些樹木在成熟很久之後才開花，而有些樹木即使還處在幼年期也會開花。這意味著，植物的營養階段變化和它的生殖階段（比如開花）可以是獨立的。 科學家們研究了許多不同植物的基因，特別是那些被miR156控制的SBP/SPL基因，想要了解它們在植物成長中的作用。這些研究包括了阿拉伯芥、玉米、水稻和小麥等不同的植物。 除此之外，科學家還發現，miR156的表現受到表觀遺傳調控，這在植物成長的不同階段起著核心作用。這種調控涉及到了植物基因中某些特定位置上的化學修飾。而且，糖分的含量也被認為是影響植物成長階段的一個因素。隨著植物吸收的光照增加，它們產生的糖分也會增加，這可能會影響植物的成長階段。 這篇文章讓我們對植物是如何從幼年期到成年期的轉變有了更深的理解。植物的這個成長過程不僅對它們自己的生活非常重要，也對我們人類有很大的意義，因為它關係到我們的食物、環境和生態。透過了解植物的這些秘密，我們可以...

  相思樹的兩種不同的葉片。 圖片來源：Developmental Cell 你知道植物跟人一樣，也有幼年期嗎？ 最近刊登在《發育細胞》（Developmental Cell）上的一篇論文「植物營養生長階段變化的時間調控」，作者為R. Scott Poethig與Jim Fouracre，就回顧了植物芽體的發展轉變，特別是植物在營養生長期間從幼年期轉換到成年期的過程。這個過程被稱為植物的營養階段變化，涉及在頂芽產生的葉片、芽和節間身份的改變。隨著芽體發展，有些特徵逐漸改變，而其他特徵則更突然地改變，從而清晰地區分了幼年期和成年期。論文深入探討了這一階段變化的分子機制，內部和外部因素對其時序的影響，以及其在生態和進化上的意義。 營養階段變化一直是在多種物種中研究的主題，如常春藤（ Hedera helix ）、相思樹（ Acacia ）、桉樹（ Eucalyptus ）以及紐西蘭的一些木本物種。這些物種在發展過程中呈現出顯著的葉片形態變化。在許多物種中，葉片形狀的變化是營養階段變化的顯著指標。例如，在阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）中，初生葉的葉柄細長，葉片圓形且鋸齒少，但隨著植物成熟，葉片逐漸增加鋸齒，變得更加延長，葉柄變粗且短。而相思樹小時候是羽狀複葉，長大後就改為葉狀體。 miR156/SPL 對這一階段變化的調控非常重要。在玉米中發現的自發性顯性突變告訴了我們微型RNA (miRNA) miR156 是這一轉變的主要調控因子。 miR156 的表現模式非常重要：它在發芽後最初的葉片中高度表現，在隨後的葉片中逐漸減少。例如，在阿拉伯芥中，從第一片葉到第三片葉， miR156 的表現量下降了約70％，然後從第三片葉到第十五片葉又下降了10％-20％。 有趣的是，生殖能力的獲得並非總是與營養階段變化相關聯。例如，在許多樹木中，開花發生在營養階段變化之後很長一段時間（如相思樹）；另外還有一些物種（如尤加利 Eucalyptus risdonii ）保持幼年期狀態且在這種狀態下開花。這意味著營養階段變化和開花這兩個過程在誘導開花的條件下可以是獨立的。 研究調控營養階段變化的基因，特別是 miR156 調控的 SBP/SPL 基因，已在多種植物物種中進行，包括阿拉伯芥、玉米、水稻和小麥。這些研究通常涉及高度表達 miR...