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“活化石”银杏长寿的秘密

来源:兵团日报 日期:2021-12-02

  银杏不仅生命力顽强,还是我们熟知的“活化石”。扬州大学银杏研究团队、北京林业大学林金星团队和林木分子设计育种高精尖中心合作研究发现,银杏长寿的秘密主要有两方面原因:一是树干形成层干细胞不进入衰老阶段;二是树体的抗性超强。

  “根据已发现的化石证据显示,银杏等早期裸子植物至少在2.7亿年前就已经在地球上出现,但需要说明的是这些早期的化石种是现存银杏所在银杏目里的近缘祖先种,并不是现存的银杏。”从事银杏研究20多年的扬州大学教授王莉说。

  几乎所有多细胞生物都无法逃避衰老,并最终导致个体死亡。人和动物的衰老被认为主要与端粒损耗、DNA损伤、DNA突变积累、表观遗传改变等因素有关,寿命一般只有几十年,最长也仅100多年。然而与动物不同,自然界中,一些树种年龄可达几百甚至上千年依然生长旺盛,但其长寿机制却一直不清楚。

  很多植物例如很多一年生农作物,一旦开花结果,就开始进入衰老阶段,最后导致个体死亡,也就是说死亡是物种个体生长发育中预先设置好的默认程序。绝大部分多细胞生物都会这样,就像人到老年,各种器官组织就会不可避免地进入老化一样。但研究人员发现600多年的银杏古树,尽管干细胞分裂变慢了,但并没有老化迹象,这些古树干细胞中,所有跟老化相关的生理和分子指标都与20多年树龄的树没有显著差别。这种干细胞不断的持续分裂能力,是银杏永葆青春的重要原因之一。

  同时,银杏体内抵抗逆境、病虫害和病菌的R基因数量远远多于其他物种,木质素单体、类黄酮和芪类化合物代谢通路的基因数量和表达在银杏古树中也没有下降,这些具有特殊保护功能的代谢物在古树中的累积效应,大大增强了树体的抗性。扬州大学银杏研究团队认为,银杏抗性基因多,特别是抵抗各种极端环境的能力很强,这是银杏能够在各种灭绝事件幸存下来的主要原因。此外,持续合成木质素等物质增加了树干的密度和强度,对不断增大的树体起到支持作用。这就好比人类,虽然进入老年,但免疫能力、骨骼肌肉能力依旧很强大,从而大大延长了寿命。

  “该研究发现银杏古树长寿并非某单一的长寿基因调控,而是生长与衰老过程中多个因素综合平衡的结果,对揭示树木在个体水平上的生长与衰老调控机制具有重要科学意义。”王莉说。

  据《科技日报》

责任编辑:石芳纯 陈兰