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跳枝桃的成因
照片拍自国家植物园南园
跳枝是指一株植物不通过人工嫁接等方法就能开出不同颜色的花。跳枝现象在桃、梅、贴梗海棠等园艺植物中经常出现,在园艺植物育种中被广泛关注。其实就是花芽在分化时出现了变异,如同你看丁香花时,会在四瓣花中偶尔看到三瓣花、五瓣花、六瓣花一样。变异是普遍存在的。
可是,为什么单单桃、梅、某些海棠的跳枝现象更明显呢?一方面,这是由它们的基因决定的,梅花、桃花等的基因变异性活跃,气候、土壤、种植条件等都可以影响与花色形成相关的基因。另一方面,之所以明显,是经过了人工的选育。因为这种现象具有观赏价值,所以育种工作者会有意选择这样的变异加以定向培育。
到底是什么基因发生了变异呢?毫无疑问,应该是影响花色形成的相关基因。例如,转座子跳跃会激活或抑制某些关键基因的表达从而改变植物花色,花色合成途径基因的单碱基突变等也会对花色产生影响。
2015年,有研究者对桃花的研究表明,编码花青素转运蛋白调节子的Riant基因与桃树花色变化密切相关。若两个Riant等位基因同时发生突变,则花青素转运蛋白调节子功能缺失,这会导致花呈现白色;若Riant基因座上仅有一个等位基因发生突变,则表现为红色或粉色。
近年来,越来越多的研究表明,表观遗传修饰(如DNA甲基化、siRNA的作用等)在花色变异中扮演了重要角色。例如,陈丽等2021年的研究指出,DCL2基因可能通过产生siRNA(小干扰RNA)参与甲基化调控,进而决定了跳枝碧桃的花色性状。