植物学家探索薄荷如何成为蚂蚁和螨虫的家园

植物学家探索薄荷如何成为蚂蚁和螨虫的家园

薄荷家族成员的 Domatia 是由细胞增殖而不是卷叶引起的

17 Mar 2020 - 2分钟简报

Domatia 是中空的植物结构，可以容纳蚂蚁和螨虫等小型生物，在热带物种中相对常见。 多于 600种植物 与蚂蚁一起产生 domatia，有些需要蚂蚁的存在才能形成结构。 在某些情况下，这些被称为 myrmecophytes 的植物还通过花外蜜腺为其居住者提供营养。 作为交换，这种植物免受附近发芽的竞争者和食叶食草动物的侵害。 在叶源性 domatia 中，袋状隔室可能是通过叶片的卷曲或细胞增殖在叶子内形成空腔而产生的。

在最近发表的一项研究中 Annals of Botany, Emma Sarath 及其同事研究了薄荷科婆罗洲成员的 domatium 发育和结构， 天竺葵, 以确定它们是如何形成的。 研究人员使用扫描电子显微镜、切片叶组织和微型计算机断层扫描来检查 domatia 在整个生长过程中，并将它们与密切相关的、不形成 domatium 的亲属进行比较， 珠子.

影像学和组织检查显示，叶片与叶柄相交处的细胞过度增殖，导致叶片表面翘曲，中脉两侧出现空腔，约占10%叶子的总长度。 这个过程甚至在没有蚂蚁的情况下也会发生，而且除了最年轻的叶子外，所有叶子都会发生，这表明不需要蚂蚁来诱导转化。 domatia 的内表面形成了分泌蔗糖溶液的腺体，这也独立于蚂蚁的存在而发生。 然而，在形成 domatium 的叶片部分内没有分化良好的栅栏层证实，这些结构支持蚂蚁-植物共生而不是光合作用。

作者写道，类似的细胞增殖可以在几个远缘相关的分类群中产生这种袋状结构。 “因此，由细胞增殖介导的管状或圆顶状形状的器官发生可能是被子植物叶子中的常见策略。” 他们还指出，“在这些远亲家族中，类似囊状叶状结构的发展也表明，这些结构代表了平行进化的一个有趣案例。” 该小组未来的工作将比较来自不同科的几个分类群中的 domatium 形成，尽管作者还指出，在发展 domatia 的基因表达方面的工作“将使我们能够理解改变叶子形态和支持与蚂蚁互惠关系的分子机制。”

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