浙大科學家最新研究發(fā)現(xiàn),，模仿秀這股風還刮到了稻田里

　　雜草水稻傻傻分不清 這場諜戰(zhàn)已經(jīng)打了千年

　　左邊為水稻幼苗,；中間和右邊為稗草幼苗。

　　現(xiàn)在的女孩子,，為了減肥,，已經(jīng)到了談白米飯色變的地步。

　　但你知道,，一碗白米飯來的有多不容易嗎,？

　　今天，我們來講田間的一場諜戰(zhàn)——為了活下來,，水稻有多努力,，雜草也有多努力。

　　它,，就是稗(讀bai)草,，稻田間頭號雜草。浙大樊龍江教授團隊就找到了稗草與水稻相爭的“秘密武器”,，它能分泌一種叫丁布的次生代謝產物,，可以明顯抑制水稻生長。

　　為了避免人類的“驅逐”,，樊教授團隊最新發(fā)現(xiàn),，稗草還有更厲害的技能，它竟學會了“喬裝術”,，從原來松垮貼地的懶樣子,，進化出今天亭亭玉立的模樣，與水稻越長越像,。

　　這篇關于“稻田水淺,，江湖水深”的論文，于2019年9月16日發(fā)表于《自然·生態(tài)與進化》雜志,。

　　田間模仿秀它是冠軍

　　在稻田中,，稗草居15種惡性雜草之首，是農民噴施除草劑最主要的目標,。

　　“如果不用除草劑,，農民都不知道怎么種地了?！边@種說法還真不是太夸張,，如果不想辦法除掉它,，兩個月后的豐收季節(jié),，整片稻田都要被稗草承包了,。

　　其實，從親緣關系看,，稗草與小麥,、玉米的關系更近。但不知從什么時候起,，稗草卻和水稻伴生在一起了,，而且在外形、生長期和營養(yǎng)的需求上,，與水稻越來越接近,。

　　研究人員對從我國長江流域的稻田及周邊采集到的328份稗草，進行了研究,。從外形上看,，水田的稗草與旱地的稗草有著明顯差異：旱地稗草長相比較隨機，大多數(shù)稗草趴地橫長,，莖基部呈現(xiàn)紅色,，完全不像水稻；而水田間的稗草就很有“稻”樣,，特別是在苗期,，它們有模有樣地收起了分蘗（讀作niè）和葉子的夾角，和水稻一樣向上生長,。

　　第一個注意到稗草高明“喬裝術”的,，是前蘇聯(lián)著名植物學家瓦維諾夫。上世紀30年代,，他從進化角度提出一個觀點：農田雜草與作物相像,，是雜草適應性進化的產物，就是為了躲避農民拔除,。

　　由于缺乏實驗證據(jù),，學術界對這一觀點一直存在爭議?！拔覀儗@328份樣本進行了基因組重測序,，”樊龍江說，“人類行為加速了稗草的進化,，無意中產生了類似馴化的選擇效應,。”

　　相對于動物擬態(tài),，科學界對于作物擬態(tài)尚無定論,，樊龍江團隊第一次從基因組學研究角度,，證實了作物擬態(tài)的存在。

　　被人類逼出“稻”樣

　　樊龍江介紹,，通過全基因組遺傳變異分析,，發(fā)現(xiàn)328份稗草材料可以明顯分為3個組——擬態(tài)組、非擬態(tài)組及中間類型,。

　　與非擬態(tài)稗草組相比,，擬態(tài)稗草的遺傳多態(tài)性降低，“這表明稗草在擬態(tài)過程中受到了定向選擇,?！狈埥f。

　　“稗草擬態(tài)水稻是被迫的,?！狈埥榻B，團隊通過群體進化分析表明,，長江流域擬態(tài)稗草起源于非擬態(tài)稗草,，大約發(fā)生在1000年前的宋朝。

　　“當時正處在人口激增,、南方水稻替代麥類作物成為主糧的轉型時期,。可能正是在那一時期,，人們開始實施水稻的精耕細作,，拔除田間雜草?！?/p>

　　樊龍江舉了一些從宋朝農書和詩詞中找到的證據(jù)：比如朱熹《勸農書》中記載“禾苗既長, 稗草亦生, 須是放干田水, 仔細辨認, 逐一拔出, 踏在泥里, 以培禾根”,；方回詩詞中則有“農田插秧秧綠時，稻中有稗農未知,。稻苗欲秀稗先出,，拔稗飼牛唯恐遲”。

　　稗草為了逃過人類的拔除,，不得不快速進化,，讓自己長得更像水稻，體內像水稻的基因也得以保留下來,。

　　比如一個叫“LAZY1”的基因,，這是一個植物感知并響應重力的關鍵基因，可以調控作物的分蘗角度,。研究發(fā)現(xiàn),，在有擬態(tài)現(xiàn)象的稗草中，相關同源基因多態(tài)性降低,，出現(xiàn)了高度一致,，顯示出被進化選擇的痕跡,。

　　這項研究首次解析了植物擬態(tài)進化分子機制，在進化生物學上具有重要意義,。此外,，研究結果為解析農田雜草起源與控制、株型相關基因挖掘與利用等方面也提供給了研究線索,。（記者 章咪佳 通訊員 周煒）

【糾錯】

責任編輯： 楊婷