报春花是一种让达尔文着迷的植物。
报春花复杂的繁殖方式吸引了查尔斯·达尔文和随后的几代遗传学家，因为它是异形花发育的最佳例子之一。异形是指植物根据雌雄性器官的位置表现出两种或三种不同形式的花的现象。现在，英国约翰英纳斯中心、东英吉利大学（UEA）和厄勒姆研究所的研究人员宣布他们对报春花基因改造成功后，一些达尔文未能发现的秘密可能被揭露出来。
农杆菌介导的植物转化技术涉及利用土壤细菌在植物基因组中插入或修饰基因。遗传转化是研究基因功能和生物遗传控制特性的一种有价值的工具。它是研究模式生物（如烟草、拟南芥等）分子结构的常用方法。然而，这些物种不能用来研究异形花植物，因为它们的花都是同态的，这意味着它们能够自我受精。
约翰英纳斯中心的Sadiye Hayta说：“现在，有了一个转化系统，我们可以使用CRISPR-Cas9等基因编辑工具精确地计算出调控报春花家族异形花的基因功能。从长远来看，这可能会对商业作物产生影响。如果我们理解这些不同基因的作用，就可以把它们移植到商业作物上，并用于杂交产品中”。迄今为止，对报春花进行转化的尝试一直未能成功，因为这种植物不能在实验室内通过组织培养进行繁殖。近日，他们在《植物方法》杂志上报道的新转化方案将允许今天的科学家在分子水平上研究报春花。
达尔文在1862年的一篇具有里程碑意义的论文中阐明了不同解剖结构的功能意义：它们使植物自交不亲和。这是自然界促进异花授粉的方法，以维持种群的遗传变异，推动自然选择。对异形花的基础研究仍在继续。在2016年的一篇研究论文中，由UEA的Philip Gilmartin教授领导的小组发现了控制达尔文所描述的异型性的S-Locus超基因。有了这些基本知识和新公布的转化系统，科学家们可以深入研究异形花的奥秘。
该文的合作者Mark Smedley说：“我们并不是为了写一篇解决达尔文问题的论文，而是因为这是科学家们200年来一直试图解开的一个奥秘”。 Philip Gilmartin教授说：“报春花转化系统的开发是我们实验室长期研究的重要组成部分，该研究旨在鉴定控制两形报春花发育的基因”。
这是一项让达尔文兴奋的研究。达尔文曾说：“我认为在我的科学生活中，没有什么比弄清这些植物的结构意义，更能给我带来如此大的满足感”。
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编译：小贝
审稿：alone
责编：唐林芳
期刊来源：《植物方法》
期刊编号：1746-4811
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/12/181211113015.htm
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