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新華社蘭州3月18日電(記者白麗萍)近日,蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院教授劉建全聯(lián)合中國科學(xué)院昆明植物所孫航院士等研究團(tuán)隊,在《自然-生態(tài)與演化》發(fā)表研究成果,系統(tǒng)揭示了高山植物半荷包紫堇通過進(jìn)化出礫石般的偽裝色彩,成功躲避植食性絹蝶的捕食,首次系統(tǒng)證實植物界存在與動物類似的防御性偽裝策略。
通過長達(dá)十年的野外調(diào)查和室內(nèi)實驗,結(jié)合生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、代謝組、分子生物學(xué)等手段,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)半荷包紫堇“偽裝色”葉片會積累更多的花青素,一種導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)紅灰或深灰色的色素。
劉建全介紹:“我們在半荷包紫堇偽裝植株基因組中的4號染色體上發(fā)現(xiàn)了一個小小的基因‘開關(guān)’。這個‘開關(guān)’能夠增強一個基因的表達(dá),從而增加花青素的產(chǎn)生,進(jìn)而使綠色轉(zhuǎn)變?yōu)椤畟窝b色’;更為重要的是,這個基因在多種植物中都能增加花青素的積累,對植物及人類、牲畜均具有重要的抗逆和營養(yǎng)價值,為我們提供了重要的基因資源!
研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn),絹蝶更傾向于在半荷包紫堇的綠葉植株附近產(chǎn)卵,葉片顏色是影響蝴蝶產(chǎn)卵決策的關(guān)鍵因素。為了排除葉片氣味或味道的影響,研究人員使用3D打印的仿真綠色和偽裝色葉片進(jìn)行野外實驗驗證,證實葉片顏色確實影響蝴蝶的產(chǎn)卵選擇;但蝴蝶幼蟲對真實的綠色和偽裝色葉片沒有選擇性食性差異。灰色葉片就像有“隱形斗篷”,使偽裝植株的存活率和產(chǎn)生后代的幾率更高。
劉建全表示,這項研究證明了植物在與動物天敵的互動中并非毫無防御能力。
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新華社蘭州3月18日電(記者白麗萍)近日,蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院教授劉建全聯(lián)合中國科學(xué)院昆明植物所孫航院士等研究團(tuán)隊,在《自然-生態(tài)與演化》發(fā)表研究成果,系統(tǒng)揭示了高山植物半荷包紫堇通過進(jìn)化出礫石般的偽裝色彩,成功躲避植食性絹蝶的捕食,首次系統(tǒng)證實植物界存在與動物類似的防御性偽裝策略。
通過長達(dá)十年的野外調(diào)查和室內(nèi)實驗,結(jié)合生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、代謝組、分子生物學(xué)等手段,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)半荷包紫堇“偽裝色”葉片會積累更多的花青素,一種導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)紅灰或深灰色的色素。
劉建全介紹:“我們在半荷包紫堇偽裝植株基因組中的4號染色體上發(fā)現(xiàn)了一個小小的基因‘開關(guān)’。這個‘開關(guān)’能夠增強一個基因的表達(dá),從而增加花青素的產(chǎn)生,進(jìn)而使綠色轉(zhuǎn)變?yōu)椤畟窝b色’;更為重要的是,這個基因在多種植物中都能增加花青素的積累,對植物及人類、牲畜均具有重要的抗逆和營養(yǎng)價值,為我們提供了重要的基因資源。”
研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn),絹蝶更傾向于在半荷包紫堇的綠葉植株附近產(chǎn)卵,葉片顏色是影響蝴蝶產(chǎn)卵決策的關(guān)鍵因素。為了排除葉片氣味或味道的影響,研究人員使用3D打印的仿真綠色和偽裝色葉片進(jìn)行野外實驗驗證,證實葉片顏色確實影響蝴蝶的產(chǎn)卵選擇;但蝴蝶幼蟲對真實的綠色和偽裝色葉片沒有選擇性食性差異;疑~片就像有“隱形斗篷”,使偽裝植株的存活率和產(chǎn)生后代的幾率更高。
劉建全表示,這項研究證明了植物在與動物天敵的互動中并非毫無防御能力。
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