困扰科学家百年之久的花卉超级基因之谜被揭开

自15世纪以来，植物学家和园艺家已经知道一些植物物种有两种形式的花，它们的雌雄性生殖器官的长度相互不同。查尔斯·达尔文首先提出，这种双花型的花可以促进昆虫授粉者的有效交叉授粉。早期的遗传学家表明，这两种形式的花是由一个单一的染色体区域控制的，该区域可能包含了一组基因，即超级基因。然而，直到最近，这个超级基因还从未被测序过。

现在，研究人员已经解开了这个超级基因的谜团。他们研究了一个已经被达尔文描述为distyly的系统，即野生亚麻籽物种Linum，并使用现代DNA测序方法来确定超级基因。斯德哥尔摩大学的科学家与乌普萨拉大学、杜伦大学、格拉纳达大学和塞维利亚大学的合作伙伴共同进行的这项研究。该研究于9月9日发表在《当代生物学》杂志上。

令人惊讶的是，研究人员发现，负责雄性和雌性生殖器官不同长度的超级基因本身也有不同的长度。具体来说，该超级基因的显性形式包含大约26万个碱基对的DNA，而隐性形式的DNA则缺失。这26万个碱基对的DNA包含了几个可能导致生殖器官长度变化的基因。

该研究的资深作者、斯德哥尔摩大学生态基因组学教授Tanja Slotte说：“这些结果确实让我们感到惊讶，因为以前在另一个系统--报春花中也发现了类似的支配生殖器官的超级基因的遗传构成，在那里它完全独立进化。”

该研究的第一作者、斯德哥尔摩大学学生Juanita Gutiérrez-Valencia博士说：“进化不仅反复导致报春花和亚麻籽物种的类似变异，而且还依靠类似的遗传解决方案来实现这一成就。”

这些发现为进化的非凡力量提供了新的见解，即为广泛的适应性挑战找到趋同的解决方案，如开花植物需要交叉授粉。

“Distyly最终是一种高效的交叉授粉机制。”Tanja Slotte教授说：“鉴于气候变化以及植物和昆虫授粉者种群所面临的挑战，了解授粉机制在今天尤为重要。”