油菜花什么时候开 油菜花俏皮文案短句干净

时间:2023-06-22 19:49/span> 作者:tiger 分类: 新知 浏览:4634 评论:0

“麦苗儿青来菜花儿黄”,因为有了叶绿素,麦子天然绿油油,但只有找到合适的“伴儿”,油菜才能开出金灿灿的花。日前,华中农业大学油菜杂优组的一项研究回答了我们日常好奇的一个问题:油菜是怎么保证自己开出黄花的。

大自然中,月季可以开出五颜六色的花朵,但起源于地中海地区、几千年来足迹遍及全世界的油菜,无论是由白菜和甘蓝天然杂交而成的甘蓝型油菜,还是由芸薹和黑芥杂交而成的芥菜型油菜,都只开黄花(多彩油菜是近年来人工选育的结果)。

“植物花冠和果实的颜色是长期自然选择的结果,黄色花冠是一种重要的植物信号,在保障虫媒传粉植物的正常繁殖过程中具有举足轻重的作用。许多重要的农作物,包括茄科的番茄和十字花科的油菜等,都有金黄色的花朵,但植物通过何种机制保证自己开黄花呢?”6月1日,华中农大国家油菜工程技术研究中心,在接受长江日报记者采访时,该研究的两位共同通讯作者、华中农大植物科学技术学院油菜杂优组沈金雄教授和文静副教授从一个长期困扰科学家的疑问说起了他们的研究。

文静介绍,包括油菜在内的很多花卉、水果、蔬菜,开黄色的花、结黄色的果、果实里藏着黄色的果肉,其实都是由类胡萝卜素的积累所致。类胡萝卜素是一种天然色素,“其中包含着很多种类,玉米黄素、番茄红素等等,还有我们日常保健常服用的叶黄素,都是类胡萝卜素,植物中贮藏的类胡萝卜素的组成成分不同,表现出的颜色就不一样,有的是黄色,有的是橙色,甚至有的是红色。南瓜、甜椒、芒果、橙子,还有油菜花,都含有大量的类胡萝卜素。”

文静在试验田里。

植物合成类胡萝卜素开出黄花,是以前的研究所了解了的,但植物合成的游离类胡萝卜素不稳定,特别是在强光直射下,极易被光氧化分解。那么类胡萝卜素合成之后,植物怎么保证它的稳定和贮存呢?

课题组的研究偏偏就从一朵褪色的芥菜型油菜花开始。几年前,他们在同一品种的黄色油菜花海里偶然发现了一株白花植株,这引起了他们的好奇,“本来应该是黄花,结果开成了白花,色素褪去,说明是一个突变体。”

他们从两方面对这株变异的白花材料进行了全方位“体检”,一方面做等位性测验,将白花材料同之前已发现的其他白花材料杂交,看后代花色分不分离,同时对已报道的白花基因进行比较测序,证明它是一个新的突变材料;另一面通过正向遗传学手段,对白花性状进行遗传分析和基因定位克隆。

由于油菜是多倍体,很多基因都有冗余备份,突变的几率很低,油菜开白花其实是件稀罕的事儿,而他们找到的这株白花更珍贵。经过测序和分离,他们发现了稀罕事儿里的新鲜事儿,之前一般认为油菜开白花只与类胡萝卜素能否合成有关,而这朵白花,合成了类胡萝卜素,只是不能保持稳定,稳定了又不能有效贮存。

他们通过图位克隆和互补敲除试验,获得了两个“双胞胎”基因(类胡萝卜素脂合成酶基因BjA02.PC1和BjB04.PC2)。这对双胞胎基因编码一种酶(XES),帮忙把类胡萝卜素和脂肪酸合成在一起。酶相当于一个媒人,把脂肪酸找来与类胡萝卜素结合,极性的游离类胡萝卜素就变成了非极性的类胡萝卜脂,不容易降解,能够稳定下来。再通过高效液相色谱串联二级质谱确认,他们在黄色花瓣中找到了35种类胡萝卜素脂,而在白花瓣里只找到游离类胡萝卜素,没有被酯化,花瓣盛开之时,马上就降解了。“找个伴儿,早点脱单,生活就安定下来了”,日常里中国大妈们常对儿女说的话,其实也是油菜对花说的,自然和社会不谋而合地体现着同一种智慧。

除了调控类胡萝卜素稳定的两个基因,他们还通过反向遗传学研究找到了调控类胡萝卜素贮存的第三个基因(FBN1b)。这个基因促进花瓣中质体小球(PG)的形成,质体小球如同类胡萝卜素脂的“仓库”,仓库多了、大了,“进货”就足,类胡萝卜素的合成到酯化再到贮藏能力都大大提高,花瓣抗光氧化杠杠的,金灿灿的油菜花铺满大地,自然“无限春光属菜花”。

“油菜怎么保证自己开黄花?看似简单的现象其实背后有很多机制。游离的类胡萝卜素,通过酶和其他的脂肪酸化合在一起,变成稳定的类胡萝卜素脂,再进入到质体小球里贮存,就可以稳定地开黄花了。这个长长的链条里,首先类胡萝卜素要能合成,合成后还要稳定,稳定了还能贮存,三个环节缺一不可。我们找到的三个基因对应其中两个环节,‘双胞胎’基因负责酯化稳定,另一个提供贮存场所。如果说类胡萝卜素的酯化是找了伴儿,那么FBN1b则是给这个新家盖了个房子。加上之前关于类胡萝卜素合成的研究,现在对于油菜怎么开黄花,我们有了比较清晰的认知了。”沈金雄表示。

沈金雄在试验田里。

油菜开黄花的模型可能具有普适性,文静推论说,它可以为解析其他植物中类胡萝卜素稳定贮存以及类胡萝卜素赋予的花冠和果实颜色的多样性机制提供参考,因为自然界中大部分植物还有藻类,类胡萝卜素均会在质体小球中贮存。她举例说,现在工业生产的类胡萝卜素主要从植物和藻类中提取。如果其他植物和藻类中也有类似的机制,我们就可以通过生物强化的策略,开发新的多基因表达系统,通过增加类胡萝卜素酯合酶和质体小球结构形成基因的表达,极大地提高类胡萝卜素的产量。

在八年级语文课本里,长久以来都保留了著名科普作家贾祖璋的那篇《花儿为什么这样红》,文章从物质基础、物理、生理、进化、虫媒、人工选择等角度试图回答这个问题,但随着研究的深入,这个问题还远远没有解决。“油菜怎么样开黄花,为什么开黄花?其实是一个很大的科学问题。”沈金雄说。

(长江日报记者周劼 通讯员蒋朝常)

【编辑:赵可】

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