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銀杏長壽千年秘密揭開

2020-01-31 12:13 來源:科技日報

  銀杏原產中國,是著名的長壽樹種,在我國各地有大量分布。記者從揚州大學獲悉,該校銀杏研究團隊、北京林業大學林金星團隊和林木分子設計育種高精尖中心合作,歷經7年時間,綜合運用細胞學、生理學、多組學和分子生物學等科學鑒定手段,發現銀杏古樹長壽并非某單一的長壽基因調控,而是生長與衰老過程中多個因素綜合平衡的結果。該研究成果近日在《美國國家科學院學報》雜志在線發表。

  “長壽機制一直是生命科學領域關注的焦點和研究的熱點之一。幾乎所有多細胞生物都無法逃避衰老,并最終導致個體死亡。”揚州大學王莉教授說,人和動物的衰老被認為主要與端粒損耗、DNA損傷、DNA突變積累、表觀遺傳改變等因素有關,壽命一般只有幾十年。自然界中,一些樹種的年齡可達幾百甚至上千年且依然生長旺盛,但其長壽機制卻一直不清楚。

  據介紹,該研究通過年輪測定技術結合DBHs的分析,發現與成年樹相比,古樹形成層細胞層數變少,新產生的年輪寬度變窄,生長素含量下降,脫落酸含量上升,細胞分裂分化相關基因表達下降,表明古樹中維管組織生長變緩。然而古樹樹干的橫截面積增加量仍處于高水平,顯示銀杏古樹形成層干細胞仍具有較強的持續不斷的分裂能力。

  這些形態、生理和分子水平上的結果揭示,銀杏古樹在整體上仍處在健康的成年狀態,依舊保持“青春活力”,尚未進入衰老階段。由此認定,銀杏古樹維管形成層細胞的持續分裂能力,在避免衰老過程中發揮了重要作用。

  樹木的生長發育乃至衰老都需要應對環境脅迫、病蟲害以及病菌等微生物的侵襲。該研究在銀杏古樹維管形成層細胞中,鑒定發現R基因的數量遠遠多于其他物種。此外,木質素單體、類黃酮和芪類化合物代謝通路的基因數量和表達在古樹組中也沒有下降。

  由此推測,銀杏古樹可能通過持續合成木質素等物質,增加樹干的密度和強度,以支撐不斷增粗的樹體,同時通過大量R基因的持續表達,以及積累具有特殊保護功能的代謝物來提高樹體抗性,抵抗各種生物和非生物脅迫,從而大大延長了樹體的壽命。該研究成果對揭示樹木在個體水平上的生長與衰老調控機制具有重要科學意義。(吳錫平 余磊 記者過國忠)

(責任編輯:支艷蓉)

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