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光明网讯(记者宋雅娟)夏日炎炎,当气温持续攀升,不少植物会“放慢脚步”,番茄便是其中之一——高温环境下,它常常延迟开花,直接影响后续的结果量与品质。不过,番茄如何精准感知温度变化来调控开花时机?这一谜题近日被中国农业科学院的科研团队解开。他们发现,番茄茎尖中存在一对“相爱相杀”的基因,通过“一正一反”的拮抗作用,像“刹车”与“油门”般精准控制开花,相关成果发表在期刊《先进科学(AdvancedScience)》上。
要理解这场“基因拉锯战”,首先得认识两个关键角色:成花素基因与类成花素基因。前者是促进番茄开花的“油门”,后者则是抑制开花的“刹车”,二者的平衡直接决定了番茄在不同温度下的开花节奏。
科研团队通过实验观察到,在番茄生长常见的“常温短日照”环境中(比如春秋季),成花素基因会在番茄的茎尖分生组织(植物生长发育的“指挥中心”)里大量“活跃”。它不仅自己努力工作,还会主动“压制”类成花素基因的表达——就像踩下“油门”的同时松开“刹车”,让番茄能提早开花,抓住适宜的生长季节积累养分。
但到了高温环境下(比如夏季正午持续高温),情况就完全反转了。此时,类成花素基因会被高温“特异性激活”,摇身变成强势的“刹车”:一方面,它自身表达量大幅增加,直接阻碍开花进程;另一方面,它还会“精准打击”成花素基因,抑制其转录(基因产生功能的关键步骤),让“油门”彻底失灵。这种“高温踩刹车、常温松刹车”的机制,让番茄能敏锐感知温度变化,在最合适的时机开花,为后续的产量和品质打下基础。
这项研究的价值不止于“解开谜题”。从实际应用来看,它首次系统解析了番茄开花调控中“温度感知”的核心分子机制,还为农业生产提供了宝贵的“基因靶点”——未来科学家可以通过基因编辑、分子育种等技术,改造这对拮抗基因的表达模式,培育出更能适应高温环境的番茄新品种。这对于应对全球气候变暖、保障蔬菜稳定供应,具有重要的现实意义。