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                作者:唐鳳 來源:中國科學報 發布時間:2020/2/10 16:22:20
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                2000年前的種子發了芽
                爲研究植物DNA如何長期存活提供線索

                研究人員正在用2000年前的種子種植棗椰樹,它們的特性可能會改進現代品種(如圖)。 圖片來源:JEN

                研究人員已經成功讓2000年前的種子發出新芽。這些棗子是在中東的一個古堡和洞穴裏找到的。這一發現揭示了古代農民是如何有選擇地在該地區種植棗樹的,這也爲棗樹如何能存活上千年提供了線索。

                英國華威大學遺傳學家Robin Allaby:“它揭示了一個事實,那就是我們不了解種子的長期生存能力。

                爲了種植這種棗樹,以色列哈達薩醫學中心民族植物學家Sarah Sallon和同事整理了數百種種子。《科學》報道稱,其中一些種子是從以色列馬察達挖掘出來的,那裏是一座山頂堡壘,坐落在俯瞰死海的高原上其他一些種子則來自死海附近的洞穴,這些洞穴是充當倉庫和住所的。

                研究人員將34個最有希望發芽的種子樣本浸泡在溫水和液體肥料中,然後將它們種植在無菌盆栽土壤中。結果有6顆種子發芽,長出幼苗,最終長成棗椰樹。這些成功發芽的種子都有幾厘米長,比現代的棗種子大30%,表明那時的棗子比現代品種大得多。

                爲了證實這些種子是古代流傳下來而不是最近由穴居動物在考古文物中留下的,研究小組對發芽後附著在根部的種子殼碎片進行了碳年代測定。研究人員近日在《科學進展》上報告說,這些種子的年齡在2200年到1800年之間。

                遺傳分析還表明,該地區的農民種植的棗子混合了古代世界的特征。根據蓋倫、斯特拉博和希羅多德等古典作家的說法,這些棗子是一種又大又甜、耐儲存的水果,在整個羅馬世界都是一種珍貴的食物。隨著羅馬帝國的崩潰和阿拉伯人對該地區的征服,猶太人的棗種植業也隨之衰落。到十字軍東征時期(大約公元1000年前後),這個地區的棗樹種植園已不複存在。

                古老種子發新芽只是這種植物“複興”的開始。該研究合著者、法國國家可持續發展研究所生物學家Frédérique Aberlenc表示,研究小組計劃在不久的將來爲雌性植物授粉,希望它們能結出果實。研究人員希望能生産出可用于改良現代品種特性的水果,例如增加棗子的甜度和大小,以及抵抗現代害蟲。

                這些植物也爲人們提供了一個窗口,了解在過去的幾個世紀裏,植物是如何保護和保存它們的DNA的。雖然在西伯利亞的永久凍土層中,一顆古老的草籽在經曆千年的冰凍之後仍能成功發芽,但這些棗子是迄今爲止成功發芽的最古老種子之一。因爲隨著時間的推移,DNARNA通常會分解。

                有學者認爲,這可能足以進行古代DNA分析,但還無法種植出活的棗椰樹。“爲了讓這些種子發芽,DNA必須是完整的,這與我們對DNA保存的知識有很多相悖之處。”未參與該研究的英國約克大學考古學家Nathan Wales說,“當然,也可能存在一些非常酷的生物系統保存了(這些棗子的)DNA。”

                Sallon表示,死海周圍不尋常的條件可能提供了幫助,“低海拔、高溫、幹燥條件——所有這些都可能影響胚胎的壽命”。

                此外,種子不同尋常的大小可能也起了一定作用。Allaby說,遺傳物質越多,就越有可能保持完整,“但它仍然是非凡的,很難相信會有完整的染色體”。

                相關論文信息:http://doi.org/10.1126/sciadv.aax0384

                 
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