英科学家研究植物花瓣的发育过程

2012/5/4 12:24:35

英国科学家将分子遗传学技术与计算机模拟技术相结合，研究植物花朵的发育过程，取得了初步进展。这不仅有助于理解千姿百态的花朵是怎样生长出来的，也可以用来研究理解动物的发育过程。　　

在生物发育过程中，开始很简单的结构在细胞的不断分裂中会变得异常复杂，如何追踪这一过程，是生物学研究的一大挑战。英国约翰·因斯中心的科学家在１３日出版的《自然》杂志上报告说，他们使用金鱼草为研究对象，利用一种称为“克隆分析”的技术对分裂中的细胞进行遗传标记。

研究人员给金鱼草植入一个控制产生颜色的基因，这个基因对温度很敏感，因此通过掌握温度就能控制它是否起作用。在最终发育完全的花朵中，基因呈活跃状态、产生颜色的部位，就成为花瓣上的斑点。

以前曾有人用这种方法估算过植物叶子和果蝇翅膀的生长参数。

约翰·因斯中心的这项研究特点在于，建立一个计算机模型，将克隆分析过程得到的结果输入其中，通过花瓣的最终形状与斑点分布等信息来回溯它可能的发育方式，由花瓣发育未完成时的状态来推导它刚刚开始发育时的状态。计算的结果，与研究人员控制下的真实花瓣开始发育时的状态非常相似。

科学家利用这一方法着重研究了花瓣形状中的一个重要因素——不对称性形成的过程。他们发现，植物利用花瓣最长方向上的中轴线作为协调生长的参照，分裂中的细胞像波浪一样，沿着这条长轴“流动”。流动的速度、方向和“波浪”宽度的变化，决定了花朵的形状。这表明，花朵的发育过程可能由几个控制化学生长信号的基因调节，生长信号沿着花瓣的长轴分布。

研究人员计划下一步利用计算机模型模拟花从花蕾到完全盛开的过程，了解一些更细微的遗传效应。

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