植物雌雄基因可辨

　　 大多數人不知道的一點是，我們在超市里購買的黃瓜是純粹的“女性”——它們由精心雜交培育的、只生產雌花的植株生長而來。長久以來，農民們都知道“女性”因素對于農作物成功的重要性：雌花比例越高，種子和果實的產量越大。最近，科學家揭示了植物性別決定的分子基礎。

　　在《科學》上發表的一篇文章中，以色列巴伊蘭大學生命科學院的Rafael Perl-Treves教授展示了編碼“純雄植物”（一種植物只產生雄花的狀態）的基因。該基因促成一種關鍵植物酶的產生，其決定了一個早期萌芽狀態的花將發育成全雄花還是全雌花。當這種酶被控制在極其細微的萌芽狀態時，它就可能隨意決定花的性別“身份”。

　　“大多數植物是雌雄同體的，這意味著它們的單花既有產生種子的雄性生殖器官，又有產生花粉的雌性生殖器官。”Perl-Treves說，“而我們的研究集中在少數植物種類上：占比10%的開花植物，其花只有雄花或只有雌性生殖結構。”

　　“研究表明，這類植物具有專門的性別決定策略，它們通過酶驅動機制抑制雄性器官、促進子房發育，從而產生雌花。”目前，Perl-Treves與來自法國、以色列的研究人員破譯了介導黃瓜性別決定的分子機制。

　　“我們的工作重點是在產生完全雄花表型的純雄體基因。這是個特殊的基因，因為它也控制雌花的產生。”他解釋道，“之所以如此，是通過產生一種ACS11酶來實現的。這種酶可以限制天然植物激素——乙烯的生物合成。”

　　當ACS11活躍時，也就是乙烯在正確的位置上產生時，育出雌花；當一個突變致使ACS11被抑制，結果是在發育的花芽中具有較低水平的乙烯，則產生雄花。

　　研究人員尚未弄清乙烯抑制雄花出現的確切分子機制，但Perl-Treves表示，這個基因介導可能已經具備了重要的現實意義。

　　“乙烯生產可以被定量地修改，從而使正在發育的植物發生性別轉換。”他說，甚至在分離出相關基因之前，研究人員便可通過使用經典的雜交育種技術和化學激素處理方法，來完成性別的微調。

　　他認為，“既然我們了解了這個基因在性別決定中起到的非常特異性的作用，那么就有可能使用直接的DNA‘診斷法’，來選擇具有農業優勢的植物。雖然這項研究主要涉及瓜類，但該方法理論上可以為提高其他作物生產力的策略奠定基礎。”

　　這一發現也可以產生更高效、以遺傳學為基礎的雜交育種方法，用于商業種子生產。

　　Perl-Treves解釋道：“現在我們知道了瓜類抑制雄性的機制，在未來的一段時間內，就可以通過基因工程手段，將其應用于非瓜類物種中。”

　　“我們未來的目標是，完全了解乙烯生物合成究竟是如何抑制雄花、讓雌花出現的。”Perl-Treves表示，“這是一個關于植物繁殖的發育遺傳學問題，在將來某一天可能會產生顯著的生物技術資產。”