虫瘿是由形成虫瘿的昆虫在植物上建造的特殊结构,既可以作为食物,也可以作为庇护所。其形态多种多样,有长在叶上的,有长在茎上的,有长腺毛的,还有几乎没有腺毛的。

 由于虫瘿的形式与植物通常产生的器官不同,因此人们认为昆虫劫持了植物的器官形成系统并创造出适合自己需要的结构。为了研究这一形成系统,京都府立大学、国立遗传学研究所和京都产业大学的联合研究小组以艾蒿为寄主植物,分析了虫瘿的形态和表达基因。

 首先,他们观察了虫瘿的内部结构,发现所有类型的虫瘿内部都有空腔,幼虫在其中生长。虫瘿内新维管束的形成表明,寄主植物向虫瘿提供了营养。

 接下来,我们分析了每个瘿中表达的基因,发现所有瘿中涉及花和果实发育的基因、翻译相关基因和非生物胁迫反应基因均有所增加。在叶瘿中,光合作用相关基因被抑制,细胞壁合成相关基因被激活。细胞壁相关基因在茎瘿中受到抑制。这些结果表明,正常植物在感知白昼长度等环境变化后从产叶期转变为开花期,而虫瘿在叶子上产生花和果实,可以说产生它的基因突然转变。在。这表明,在虫瘿中,从原始寄主植物的光合器官(源器官)到花和果实等储存器官(库器官),动态地发生命运变化。

 未来,希望通过阐明这一机制并加以应用,我们能够开发出能够自由创造植物器官的技术,就像直接在农作物的叶子上种植水果一样。

纸张信息:【Plant Direct】通过形态学和转录组分析探索Rhopalomyia物种诱导的Artemisia indica瘿的多样性

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