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基因组研究揭示了榕树的进化秘密

来源：花匠小妙招时间：2025-06-15 16:06

榕树榕树无花果微果以其空中根而闻名，这些根从树枝上发芽，最终到达土壤。这棵树还与与它共同进化的黄蜂有着独特的关系，是唯一可以给它授粉的昆虫。

在一项新的研究中，研究人员确定了榕树无花果基因组中促进其不寻常的空中根发育的区域，并增强其发出黄蜂传粉者信号的能力。

这项发表在《细胞》杂志上的这项研究还确定了相关无花果树无花果中一个性别决定区域。与在同一棵树上产生空中根并开花的F. microcarpa不同，F. hispida产生不同的雄性和雌性树木，没有空中根。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校植物生物学教授Ray Ming与中国科学院Jin Chen一起领导这项研究，他说，了解榕树物种及其黄蜂传粉者的进化史很重要，因为它们在各种栖息地生产大型水果的能力使其成为大多数热带森林的关键物种。众所周知，无花果可以维持至少1200种鸟类和哺乳动物。无花果树是最早的驯化作物之一，在印度教、佛教和其他精神传统中作为神圣象征出现。

无花果和黄蜂之间的关系也带来了一个有趣的科学挑战。黄蜂的身体形状和大小与无花果实的形状和大小完全对应，每种无花果都产生独特的香水来吸引其特定的黄蜂授粉者。

为了更好地了解这些进化发展，明和他的同事分析了两种无花果物种的基因组，以及给榕树授粉的黄蜂的基因组。

Ming说，当我们对树木的基因组进行测序时，我们发现榕树的基因组中的节段复制比没有空中根的无花果F. hispida中有更多的节段复制。那些重复的区域约占基因组的27%。

重复增加了参与生长素合成和运输的基因数量，生长素是一类促进植物生长的激素。重复的区域还包含参与植物免疫、营养和挥发性有机化合物生产的基因，这些有机化合物是授粉者信号。

Ming说，空中根的生长素水平是有或没有空中根的树木叶子的五倍。生长素水平升高似乎引发了空中根系的产生。重复的区域还包括编码加速生长素生产的光受体的基因。

当他们研究无花果黄蜂的基因组并将其与其他相关黄蜂的基因组进行比较时，研究人员观察到，黄蜂正在保留和保存气味受体的基因，这些基因可以检测无花果树产生的相同气味化合物。研究人员报告称，这些基因组特征是无花果树和黄蜂之间共同进化的信号。

Ming和他的同事还发现了一种Y染色体特异性基因，该基因仅表达在F. hispida的雄性植物和其他三种产生单独的雄性和雌性植物的无花果物种中，这种情况被称为双簧管病。

“这个基因在雌雄异基因组中被复制了两次，给了植物三个基因副本。但一只植物上有雄花和雌花的榕树物种只有一个这种基因的副本，”Ming说。这强烈表明，该基因是影响性别决定的主要因素。