不需要昆蟲或者人工授粉，栽培的番茄就能實(shí)現(xiàn)閉花授粉，且結(jié)實(shí)率比野生番茄顯著提高，奧秘何在？記者7日從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，該校吳雙教授團(tuán)隊(duì)在全球范圍內(nèi)率先取得重要突破——他們從番茄中發(fā)現(xiàn)了植物通過調(diào)控表皮毛的發(fā)育，來改變花器官的結(jié)構(gòu)，形成閉花授粉方式以提高結(jié)實(shí)率，從而找到了作物高產(chǎn)的“開關(guān)”。相關(guān)研究成果4月5日在線發(fā)表于國(guó)際期刊《科學(xué)》。
番茄是全球消費(fèi)最多的三大蔬菜之一。鮮為人知的是，它在500年前還只是源自南美洲安第斯山脈的一種野果，經(jīng)人類馴化才逐漸傳播到世界各地。在此過程中，栽培番茄由原先的開花授粉轉(zhuǎn)變?yōu)殚]花授粉，結(jié)實(shí)率較野生品種有了顯著提高，并推動(dòng)番茄產(chǎn)量的提升。但這一轉(zhuǎn)變背后的變化機(jī)制，一直不為人知。
該研究發(fā)現(xiàn)，在番茄的馴化過程中，現(xiàn)代栽培番茄的雄性花藥邊緣細(xì)胞，受三個(gè)同源結(jié)構(gòu)域—亮氨酸拉鏈基因的調(diào)控，形成了一類具有類似于拉鏈功能的特殊表皮毛細(xì)胞。這些表皮毛細(xì)胞通過相互交織作用，將花藥單體連接成為一個(gè)整體的筒狀結(jié)構(gòu)，并將雌蕊的柱頭完全包裹在花藥內(nèi)，實(shí)現(xiàn)閉花授粉，從而在授粉期間與外界嚴(yán)格隔絕，杜絕了外源花粉的接觸和污染。
“在自然界中，植物為應(yīng)對(duì)極端逆境下因缺乏蟲媒可能造成的生殖隔離，也會(huì)改變自身的花器官結(jié)構(gòu)，達(dá)到閉花授粉的目的。”文章第一作者、福建農(nóng)林大學(xué)博士后吳敏亮告訴記者，在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，植物的閉花授粉具有較高的結(jié)實(shí)率，并保證了優(yōu)良性狀的遺傳，因此成為人類改造作物的重要目標(biāo)之一。該研究有望通過改變植物的授粉方式，為未來作物增優(yōu)增產(chǎn)提供重要參考。（記者謝開飛 通訊員曹佳奕）