粉報春（Primula farinosa，杜鵑花目報春花科報春花屬植物）中的花柱異長（Heterostyly）: 每個變種（morph）中柱頭(♀)的位置相對應于另一個變種中的花藥(♂)。

自從16世紀，中草藥師、園藝師以及生物學家就知道，花朵的不同形态基于雄性和雌性性器官的位置。150多年前，達爾文将這種現象稱為“花柱異長（heterostyly）”，這樣可以防止傳粉昆蟲在同類型的花朵之間傳粉。這似乎極其重要，因為花柱異長會導緻不相關的植物之間異花受粉以及後代的變化，而這恰恰是促進自然選擇的動力。

據說達爾文将花柱異長視為自己最重要的發現。現在，通過使用現代工具，生物學家發現了粉報春花朵中負責編碼繁殖性狀的超級基因，或者說是基因簇。達爾文正是在自己的後院種了這種植物，并将其用于實驗驗證自己的假設。

英國東英吉利亞大學（UEA）的研究人員主導了這項研究，他們得出結論，兩種類型的花朵（“pin”,雌性柱頭很長，雄性花藥很短；“thrum”，雌性的部分被縮短，雄性器官被擴展）是出現在5170萬年前的基因編碼。這些關系密切的基因簇被稱為超級基因，因為它們的共同作用控制着複雜的生物學機制。花柱異長超級基因被稱為s位點（S locus）。

UEA 生物科學學院的Philip Gilmartin教授說：“我們不但确認了超級基因，還發現它是特定于其中一種花朵形式（thrum）的。這對于我們理解開花植物的一種關鍵的進化非常重要。這項研究回答了自從達爾文時代起就被提出來的一些問題。”

在對粉報春進行基因測序之後，研究人員發現，超級基因與粉報春花瓣的控制有關。在某一時刻這個基因複制，将自己插入S位點，突變後控制花藥的位置。複制基因的發現非常重要，因為通過這種方法突變可以被确定日期。

Gilmartin說：“了解某物種花朵的發育和繁殖背後的基因擴展了我們對于整個授粉系統的知識，而這對于生物多樣性和食物安全都至關重要。氣候變化帶來的挑戰會影響植物、農作物以及傳粉昆蟲，更重要的是我們要理解傳粉機制以及物種将會作出如何反應。”

本公衆号由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

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