植物

现代轮藻植物群的起源

轮藻是一类沉水生长的、肉眼可见的大型绿藻类。轮藻的外观有些类似维管植物的木贼类：具根状假根和按一定间隔出现的轮生分枝，直立的圆柱形中轴外围以由小细胞组成的鞘。轮藻形成碳酸钙沉淀，这些沉淀可形成湖泊钙质泥灰岩的主要成分。在距今10 亿年前，绿藻中产生了生活环境主要在淡水的轮藻类分支。轮藻完成了从海洋到淡水的过渡后，照亮了绿色植物陆地化的过程。轮藻的化石主要为藏卵器，最早的记录可以追溯到泥盆纪，在漫长的地质历史中有过多次兴衰。在侏罗纪晚期至白垩纪早期，陆地湖盆系统发生了全球性扩展，由此轮藻植物群得到了发展，棒轮藻科逐步扩大，并占据主导地位。晚白垩世早期（塞诺曼期至土伦期），连续的轮藻化石记录十分匮乏，但是该时期却是轮藻演化史上的一个重要时期，因为晚白垩世晚期（坎潘期至马斯特里赫特期）棒轮藻科几乎被轮藻科取代，并与现代轮藻植物群面貌相似。近期，研究者通过对松辽盆地土伦期至圣通期的轮藻植物群的研究发现，棒轮藻科在土伦期至圣通期已失去其在早白垩世的主导地位，轮藻科开始占据优势，这比以前的认识向前推进了800 万年。该时期松辽盆地含轮藻的沉积相主要为大型浅水、永久性淡水湖泊和沼泽环境，与全球大多数地方的咸水沉积不同，这也解释了该时期轮藻植物群在松辽盆地繁盛的原因。

（ReviewofPalaeobotany andPalynology,https：//doi.org/10.1016/j.revpalbo.2019.104154）

香气有助植物抗寒

香气和抗寒两者看似风马牛不相及，但研究者发现，香气能够有效调控植物的抗寒性。增加植物中一些香气物质的聚集，能够提升植物抗寒性，反之，会使植物抗寒性显著降低。这改变了人们对于香气物质的传统认识。该研究发现，不具挥发性的橙花叔醇糖苷能够参与调控茶树的抗寒性，并鉴定到可将橙花叔醇从可挥发形态转化为不具挥发性的结合态的关键酶基因。橙花叔醇在植物抗寒中有两种作用，一种是能够转化为橙花叔醇糖苷，直接提升植物清除自由基的能力，进而提高抗寒性，另一种是作为信号物质，激发茶树自身的抗寒机制，从而提升抗寒能力。该项研究不仅为茶树体内橙花叔醇糖苷的调控提供了理论依据，也率先发现挥发性香气物质可通过糖苷化作用或作为信号物质参与调控茶树低温胁迫的新功能，为植物抗寒性研究提供了新思路。

（NewPhytologist 2019，doi：10.1111/nph.16364）

银杏的长寿秘诀

银杏是著名的活化石，其家族可以追溯到2 亿多年前。不仅如此，银杏还是植物界的长寿之王，寿命可达几千年。为了探索银杏的长寿机制，研究者选用银杏树干维管形成层为主要研究材料，综合运用细胞学、生理学、多组学和分子生物学等手段，揭示了银杏古树长寿的内在机制。树木生长主要来源于顶端分生组织和侧向维管形成层的分裂分化，但树木生长到一定年龄以后就不再长高，因而无法反映年龄的变化。树木主干维管形成层每年都能分裂分化出新的韧皮部和木质部，维系着树体的生长，是研究古树长寿机制的理想材料。该研究在银杏叶片衰老过程以及更多年龄段的其他银杏植株中，进行了相关基因的验证。这些形态、生理和分子水平上的结果揭示，银杏古树在整体上仍处在健康的成年状态，依旧保持"青春活力"，尚未进入衰老阶段。银杏古树维管形成层细胞的持续分裂能力，在避免衰老过程中发挥了重要作用。银杏古树可能通过持续合成木质素等物质，增加树干的密度和强度，以支撑不断增粗的树体，同时通过大量R 基因的持续表达，以及积累具有特殊保护功能的代谢物来提高树体抗性，抵抗各种生物和非生物胁迫，从而大大延长了树体的寿命。银杏古树长寿并非某单一的长寿基因调控，而是生长与衰老过程中多个因素综合平衡的结果。

（PNAS 2020，117：2201-2210）