我国研究团队揭示苔藓有性生殖演化机制
记者10月29日从中国科学院植物研究所获悉，徐波研究员团队以地钱为研究对象，揭开苔藓植物雌性生殖结构协调两类功能、适应陆地环境的演化机制。
有性生殖通过促进遗传变异，为生物适应环境变化和长期演化提供重要基础。
但苔藓既需要水分保障精子迁移和受精，又需要适宜的结构促进干燥条件下的孢子散布。
如何协调这两种存在功能冲突的生殖需求，是理解植物有性生殖适应陆地环境的重要科学问题。
地钱雌雄生殖托（a）与雌托表面高效定向水分运输系统（b）。
（中国科学院植物研究所供图）
研究发现，地钱颈卵器托拥有一套定向导水系统，依靠导水沟、鳞丝、苞膜等结构形成连续通道，能够逆重力向上输送水分，为精子游动创造条件。
团队进一步找到调控这一过程的关键GRAS家族转录因子MpLAS，它统筹协调多种表面结构发育，保障定向输水；另一转录因子MpGRAS10则参与调控托柄的形成。
研究结果提示，早期演化形成的直立托柄在促进孢子传播的同时，也可能增加了水媒介导受精的难度；随后出现的导水结构则有助于解决这一限制，使生殖结构在保留既有适应优势的基础上获得新的功能。
研究揭示了苔藓植物通过生殖结构创新协调孢子传播与水媒受精的适应策略，深化了对植物有性生殖适应陆地环境及相关结构演化机制的认识，也为解析复杂整合性状的形成与演化提供了新视角。
此外，此系统无需外部动力即可实现定向水分运输，其结构设计原理有望为仿生液体输运系统的研发提供生物学启示。
相关成果于北京时间10月29日在线发表于国际期刊《自然·植物》。
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