种子大小谁定?中科院揭秘茉莉酸“操控术”,关乎粮食安全!

B站影视 欧美电影 2025-09-20 10:19 2

摘要:挂了电话我琢磨,同样是玉米种子,为啥有的饱满有的干瘪?这事儿不光农民关心,科学家也钻研了好多年,最近还真揪出了背后关键的“操控者”。

老家种玉米的二叔前两天打电话,说今年玉米籽粒看着比去年饱满,产量估计能高不少。

挂了电话我琢磨,同样是玉米种子,为啥有的饱满有的干瘪?这事儿不光农民关心,科学家也钻研了好多年,最近还真揪出了背后关键的“操控者”。

先说说种子大小这事儿多神奇。

见过最大的种子是海椰子,就长在塞舌尔的小岛上,一个果实能超过30公斤,抱起来比西瓜还沉。

最小的种子是斑叶兰的,一万粒凑一起才抵得上一粒芝麻,风一吹就能飘老远。

这两种种子完全是走了两条极端路线。

海椰子为啥长这么大?它生长的地方环境特殊,生境范围窄,长得还慢。

这么大的种子里存满了养分,就算传播时磕了碰了,也能顺利发芽,说白了就是靠“家底厚”提高存活率。

斑叶兰就不一样了,它长在潮湿的树林下,靠小种子随风扩散,哪儿适合就在哪儿扎根,走的是“广撒网”的路子。

对咱们人类来说,种子大小直接关系到饭碗。

就像小麦籽粒饱不饱满、水稻千粒重怎么样,这些都是农民选种时最看重的。

不光是粮食,棉花种子影响棉絮好坏,大豆种子关系出油多少,种子早就和咱们的生活绑在了一起。

种子也不是一开始就这么“懂事”,它在地球上演化了好几亿年。

最早3.6亿年前,裸子植物比如松树,种子都是裸露在外的,没什么保护,后来到1.3亿年前,被子植物出现了,种子外面包上了果皮,抗干旱、抗虫子的能力才变强。

在这个过程中,种子大小也跟着环境变,慢慢形成了现在这么多差异。

一开始猜种子大小,大家都觉得是遗传和环境说了算,比如种在肥沃土地里的庄稼,种子可能长得更饱满。

但近几年科学家发现,植物激素也在里面起了大作用,尤其是茉莉酸,简直像个“指挥官”。

去年,中国科学院西双版纳热带植物园的团队在《植物细胞》上发了篇论文,把茉莉酸调控种子大小的门道说清楚了。

他们用拟南芥做实验,这植物长得快、基因简单,是植物学研究的“明星选手”。

实验里发现个有意思的事儿,茉莉酸的受体叫COI1,这东西要是功能正常,种子大小就刚刚好。

但要是COI1发生突变,比如变成COI1-2或者COI1-16这种类型,种子就会比正常的大一圈。

还有个叫JAZ的蛋白,它专门抑制茉莉酸的信号,JAZ要是弱了,茉莉酸信号就强,种子就变小,JAZ要是一直活跃,茉莉酸信号被压制,种子又会变大。

本来想这调控过程可能挺简单,后来发现里面藏着个基因网络。

有个叫KLU的基因,能促进种子的珠被细胞增殖,让种子变大,还有个SOD7基因,专门“管着”KLU,不让它太活跃。

茉莉酸就是通过这俩基因来控大小的,茉莉酸先和COI1结合,让JAZ蛋白失去作用,接着SOD7就能发力,抑制KLU,再加上转录因子MYC2/4帮忙,一起把种子大小控制在合适范围。

更厉害的是,这机制在逆境里也管用,比如土地盐碱化的时候,植物得省着用养分。

这时候茉莉酸就会让SOD7更活跃,把KLU压得更厉害,种子就变小了,这样母株就能保存更多能量活下去。

植物这套“精打细算”的本事,还真让人佩服。

搞清楚茉莉酸这套调控机制,不光是搞科研,更重要的是能帮到农业生产。

以前农民育种,想让种子变大提高产量,往往会牺牲抗逆性,比如种子大了,抗旱抗虫能力就弱了。

现在有了这新发现,就能兼顾了,山东农业大学的团队已经开始尝试了,他们在小麦里调整和茉莉酸相关的基因,培育出的新品种,种子大小合适,在盐碱地里的存活率也比以前高。

这对那些种在盐碱地、干旱地区的庄稼来说,简直是好消息。

袁隆平院士说过“禾下乘凉梦”,就是想让水稻长得又高又壮,结出饱满的稻穗。

茉莉酸这机制的发现,给实现这个梦想添了个新工具。

通过调控茉莉酸信号,既能让水稻种子更饱满,提高产量,又能增强它的抗逆性,不管天气好坏,都能稳定收成。

毫无疑问,种子大小的“操控者”远不止茉莉酸一个,遗传、环境还在和它一起发挥作用。

但科学家找到茉莉酸这个关键角色,已经让我们离搞懂种子的秘密更近了一步。

以后随着研究越来越深入,说不定咱们能像“定制”一样,让不同作物长出最适合的种子,农民种地更省心,咱们的饭碗也更稳当。

来源:法之生活一点号

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