10月13日，国际知名学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS，中科院1区Top，IF-5yr=10.6），以封面论文形式刊发浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室吴文武教授团队最新研究成果。论文题为“Convergent innovation of (crypto)vivipary via asymmetric dismantling of seed desiccation and dormancy machinery”（《种子脱水与休眠机制的不对称拆解驱动(隐)胎生性状的趋同演化》），该研究成果揭示被子植物中（隐）胎生性状趋同演化的分子基础与遗传机制。

（隐）胎生植物在母体上直接完成种子萌发与生长，赋予其特殊环境下的独特优势；相比之下，多数植物依赖脱水休眠确保后代存活。脱落酸（ABA）既控制种子休眠与脱水耐受，又主导营养体逆境应答。这就引出一个科学问题：（隐）胎生植物如何在绕过种子脱水休眠的同时，不削弱营养器官依赖ABA的抗逆防线？

为回答这一问题，研究人员首先通过被子植物系统发育分析，揭示了（隐）胎生性状至少经历了七次独立起源。随后，研究人员选取了具有胎生或隐胎生典型代表的物种（梨竹、水椰、蜡烛果、海榄雌、角果木、秋茄、红茄苳、木榄等），进行了比较基因组研究。结果表明，已知休眠关键基因（如 DOG1 等）不足以解释（隐）胎生的重复形成；同时，ABA、GA等核心激素调控元件在不同繁殖策略物种间亦未表现出规律性分化（图1）。

图1 已报道基因和ABA/GA核心调控元件在不同繁殖策略间的比较

进一步分析揭示，（隐）胎生植物中收缩的基因家族数量显著超过扩张家族，且这些收缩基因显著富集于种子脱水耐受与休眠途径，提示基因丢失是驱动（隐）胎生趋同演化的可能力量（图2）。结合转录组数据发现，此类收缩基因多为ABA响应基因，且主要在成熟干种子中特异性高表达。为进一步证实基因收缩的功能影响，研究人员分析了对应基因的拟南芥同源突变体，发现突变体种子呈现出早熟萌发、高含水量及贮藏寿命大幅缩短等类（隐）胎生表型。

图2 （隐）胎生植物基因家族的扩张与收缩分析

综上，该论文研究了（隐）胎生适应性演化的遗传机制（图3）：通过保留上游核心激素调控、选择性解构下游脱水与休眠执行元件，在维持营养器官逆境耐受的同时实现后代的快速定殖。该发现深化了对被子植物繁殖策略多样性与演化规律的认识，并为培育兼具耐逆与抗穗发芽（如谷物中的穗发芽）性状的作物提供了新靶点与理论依据。

图3（隐）胎生现象形成的分子演化模式图

浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室为该论文第一单位与通讯作者单位。团队青年教师赵康路、博士生郭翼欣与已毕业硕士李晶为共同第一作者，吴文武教授为通讯作者，贾亚奇、郭良宇、王朔、李晗、王觉等师生参与了相关工作。浙江省亚热带作物研究所陈秋夏研究员（同时提供了封面图片）和深圳大学周海超研究员亦参与了该项研究。

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2602105123