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你知道种子会“赖床”吗?在农田里,有些大麦种子明明遇到了合适的温度和水分,却偏偏不肯发芽,像在睡大觉——这就是种子的“休眠”。别以为这是种子偷懒,其实是它的生存智慧:等环境真正安全了再发芽,才能躲开恶劣天气,好好长大。

种子休眠,是指种子在适宜发芽的条件下仍“按兵不动”,直到环境真正安全才“启动”发芽,这是农作物在驯化过程中被深刻改造的关键性状之一。

但种子的休眠期是把“双刃剑”。要是睡太短,赶上收获前下连阴雨,麦粒在麦穗上就提前发芽,产量和品质直接下降;可要是睡太久,又会耽误下一季播种,出苗也参差不齐,农民伯伯可就犯愁了。

最近,中国科学院青藏高原研究所的研究团队,终于破解了大麦种子“睡多久”的秘密——答案藏在一个叫MKK3的基因里。这个基因就像个“智能开关”,用两种方式控制种子的休眠:一是“拷贝数”,它在大麦体内能复制1到15份不等,拷贝数越多,基因越活跃,种子就越不想睡,休眠期越短;二是“激酶活性”,基因里有T260、Q165这样的“小零件”(氨基酸变体),这些零件活性越强,种子也越容易醒,休眠期同样变短。这两种方式配合起来,就能精准调节种子的休眠时间。


科学家还发现,人类早就跟着气候和需求,给大麦选好了“睡眠模式”。比如在东亚,夏天收获季常下雨,这里的大麦就被选中“低活性MKK3”——睡久一点,躲开雨水,避免在麦穗上发芽;在北欧,人们要种啤酒大麦,为了让麦芽快速、均匀发芽,酿出好喝的啤酒,就算当地潮湿,也选了“弱休眠MKK3”,再靠提前收割、烟熏干燥的办法防发芽;而在青藏高原,青稞(裸大麦)的MKK3是全球“最高活性”的——几乎不睡,发芽最快。因为这里9、10月收青稞时老遇低温,农民会提前收割,再风干、焙炒保存,而“少睡觉”的种子,播下去就能立刻发芽,扛住高原的严苛环境。

该研究把基因变异、气候变化及人类饮食文化写进了同一本“史册”,为农业育种提供了“工具箱”。以后,科学家可以通过增加或减少MKK3的拷贝数,甚至修改基因里的一个“小零件”,就能微调种子的休眠期,让农业更稳定——小小种子里,藏着大智慧!
AI绘制仅供参考
出品:光明网科普事业部
