岁寒知松柏的爱情故事(花儿是怎样炼成的)
说到春天,你会想到什么?有没有小伙伴和我一样,小学一年级第一次命题作文题目就是《春天来了》,并且那时写的第一句是“春天来了,花开了,草绿了”。“花”是春天的一个深入人心的元素。今天,我们就来聊聊花是怎么形成的。
每次北京的山桃一开,就知道春天已经来了~|头条图库
花的生理结构
首先,让我们来一起解剖一朵花,看看它都包含哪些结构。典型的花器官具有4个基本结构,分别是花萼、花冠、雄蕊和雌蕊。这4个部分由外向内层层包裹,就组合成了我们所见到的样子。虽然它们的模样看起来常常各不相同,但是追根溯源,它们之间可是存在着错综复杂的关系。
花的解剖结构示意图
花发育的“ABC模型”
提到花器官4个结构形成的根源,那么就要从一个颇有名望的基因家族MADs-box说起了。
基因家族是一个分子生物学上的专有名词。你可以把它想象成一个人类的大家族:在这个家族中有许多成员,虽然他们血脉相连,但是在生活中,他们既可以聚居在一起、从事相同的工作,也可以分居各地、进入截然不同的领域。这就是一个基因家族及其中的成员之间的关系。
同一基因家族成员的功能既可以彼此相似,也可以毫无关联|头条图库
在MADs-box基因家族中有许多分支,其中最强势的要数A类基因和C类基因。它们一个控制花萼的形成,一个控制雌蕊的形成。相比之下,B类基因就要弱小得多。为了寻求生存,它只能保持中立态度,一面和A类基因合作、形成花冠,另一面和C类基因合作、形成雄蕊。这样,一朵结构完整的花就形成了。
花发育“ABC模型”示意图
有时,这些分支之间也会发生冲突。
由于A类基因和C类基因在实力上势均力敌,因此它们的关系也常常剑拔弩张:一旦其中一个失势,另一个就会立刻取而代之。这样一来,就形成了结构由外向内为“花萼-花冠-花冠-花萼”或者“雌蕊-雄蕊-雄蕊-雌蕊”的畸形花朵。我们所见到的一些高度重瓣的花朵,比如芍药、山茶,就是这样形成的。
高度重瓣的山茶花|头条图库
“ABC模型”是花发育的经典模型,随着科学技术的发展,科学家们又陆续发现了控制胚珠形成的D类基因和独立于以上四类的E类基因。
花发育“ABCDE模型”
借助这些研究成果,科学家们可以通过基因编辑的手段,更便捷和更有指向性地培育出新奇美丽的花朵。或许某一天就会让你在花卉市场大吃一惊哦!
参考文献:
华志明.植物成花分子机理研究的进展[J].植物生理学通讯,1998(01):74-79.
朱高浦. 山茶花MADS-box家族B类基因克隆及在重瓣花形成中的作用[D].中国林业科学研究院,2011.
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