牽牛花依賴自交抗草甘膦

　　 根據美國密歇根大學研究人員的一項新研究，抗除草劑的“超級雜草”隨著時間推移改變了自身交配策略，進化的轉變幫助它們抓住寶貴的基因，從與其他植物的競爭中勝出。文章近期在線發表于《生態學》雜志上。

　　這項研究探討了較為普遍的農業雜草——牽牛花中，植物交配系統和除草劑抗性之間的關系。研究人員發現，依靠自花受精，牽牛花種群進化出了比其他易感種群更多的對農達除草劑（農達為除草劑品牌名，草甘膦為其活性成分）的抗性。對自花受精依賴的增強，可能通過阻斷來自其他作物對除草劑敏感的基因的流動，從而幫助保持對除草劑的抗性。

　　結論還突顯了人類活動潛在的不可預見的后果：一旦抗草甘膦作物廣泛應用，野生植物如野草也會發生基因改變，可容忍除草劑了。

　　“我們需要充分了解人類是如何通過農業化學品來改變植物種類的。鑒于自己完全沒有預見到的影響，我們造成了哪些改變？”密歇根大學植物生態遺傳與進化學家、論文第一作者Regina Baucom副教授說。

　　“進一步的證據表明，人類活動對植物種群會產生意想不到的影響。如果這樣，我們不一定能預期它們可演變的性狀。”Baucom說道。

　　Baucom團隊中來自佐治亞大學的Shu-Mei Chang從美國中西部和東南部的大豆、玉米地及其周邊采集了32個牽牛花的樣本。研究人員使用了實驗室和溫室相結合的研究辦法。

　　上世紀90年代末美國廣泛應用農達以來，農田中的牽牛花一直暴露于草甘膦中。Baucom團隊之前表示這種開花的多彩雜草在北美范圍內發展出不同水平的草甘膦抗性。

　　牽牛花是一種混合交配的物種，這意味著每朵花的繁殖既可通過自花受精進行，也可以用其他花的花粉，即自交和雜交。

　　在論文中，Baucom和她的同事展示了與其他對除草劑敏感的種群相比，抗除草劑的牽牛花種群更多采用自花受精。他們還發現在最具抗性的牽牛花中，花藥和柱頭之間的距離是最小的，這是增加自花受精的一個明顯性狀。

　　世界范圍內，除草劑抗性已經在超過200種植物的身上發展出來。越來越依賴自花受精、逐漸縮短的花藥與柱頭距離，都對保持牽牛花耐藥基因、阻斷其他植物的易感基因產生影響。

　　“我們第一個發現了農業雜草的交配系統與抗除草劑水平之間的關聯：抗性越高，越多自交。” Baucom表示，“另外，我們相信我們已經確定了一個物理機制，可以讓植物通過更多的自交來保持抗性基因，即縮短花藥與柱頭的距離。”