武汉植物园在莲子长寿分子机制研究中获进展

种子在植物生命周期中发挥着重要作用,而种子寿命是决定能否长期储存的关键因素。莲子具有极强的生命力,能够在自然环境中的泥碳层存活千年,并在适宜条件下萌发。然而,以往研究聚焦于生理结构和生化组分对莲子寿命的影响,但自然储藏状态下莲子保持生命力的内在分子机制尚不清晰。

中国科学院武汉植物园的科研人员在生理、生化和分子水平探讨了莲子长寿现象的内在机制。研究表明:莲子的果皮结构坚固,富含类黄酮和多酚等多种抗氧化剂,具有较高抗氧化活性,是保护莲胚组织的重要屏障;富含淀粉的子叶作为莲子的主要组分,为莲子的长期储存和萌发提供了能量保障;莲子心具有独特的叶绿素保留机制,为莲子萌发后快速进行光合作用并获取能量提供了条件;自然老化(古莲子)和人工加速老化实验分析发现,参与蛋白质翻译后修饰的热休克蛋白HSP基因转录丰度的下调是莲子活力降低的重要标志;莲基因组中,参与种子成熟和防御反应的相关基因数量出现扩张,这或是莲对长期不利储存条件的适应性进化。

上述成果丰富了科学家对莲子长寿内在机制的认知,并为延长其他作物种子的储存期和寿命提供了新思路。相关研究成果以Unveiling the secrets of lotus seed longevity: insights into adaptive strategies for extended storage为题,发表在《实验植物学杂志》(Journal of Experimental Botany)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院相关项目、湖北省支持种业高质量发展资金项目的支持。

论文链接

莲子果皮的显微观察和莲子老化转录组分析