Nature | 英国剑桥大学研究通过嫁接单子叶植物可赋予对小麦全蚀病菌的抗性！

通过嫁接遗传上不同的根部和茎部组织，可以引入从茎部的矮化到抗病虫害等各种性状。然而，这种古老而广泛的农业实践还没有应用于单子叶植物，而单子叶植物占陆地植物约350,699种的五分之一以上。单子叶植物由一片种子叶定义，许多是大规模栽培的作物。这个支系的最后一个共同祖先被推测为失去了嫁接能力。单子叶中缺乏维管形成层（在双子叶和裸子植物中产生二次生长的分生组织）以及维管束的分散排列被认为是造成这种嫁接失败的原因。因此，尽管历史上有低成功率的报道，单子叶植物的嫁接从来没有在发现科学或农业中被常规采用。

2021年12月22日，国际顶级学术期刊Nature发表了英国剑桥大学Julian Hibberd教授团队的最新相关研究成果，题为Monocotyledonous plants graft at the embryonic root–shoot interface的研究论文。

动物和植物都可以嫁接移植。虽然在动物中这个过程需要手术并且通常与对非自我的排斥有关，但在植物中嫁接很普遍，并且自古以来就被用于作物改良。然而，在代表陆生植物第二大类并包括许多主食作物的单子叶植物中，维管形成层的缺失被认为会妨碍嫁接。本研究表明胚胎下胚轴允许在所有三个单子叶植物群中进行种内和种间移植。科研人员通过组织学、外源性荧光染料的应用、内源性激素运动的互补分析以及植物生长到成熟来展示功能性移植结合。表达谱鉴定了单子叶植物和双子叶植物相同的嫁接相关的分子反应基因，以及以前与组织嫁接无关的基因家族。易感小麦接穗与燕麦根茎的融合赋予了对土壤传播病原体小麦全蚀病菌的抗性。总的来说，这些数据推翻了单子叶植物不能形成嫁接结合的共识，并将下胚轴确定为允许这一过程的分生组织。本研究得出结论，嫁接相容性是种子植物之间的共同能力。

图 1：中胚轴允许单子叶嫁接

图 2：单子叶嫁接的分子分析

图 3：嫁接兼容性在单子叶植物中很普遍

图 4：嫁接单子叶植物改变表型

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