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寄生植物就像基因工程师一样，窃取和改造有用的基因
研究人员发现，寄生菟丝子植物在数百万年的时间里重塑了从另一个物种偷来的基因，使其原始的产生抗氧化剂的功能完好无损。
来源:Scientific Inquirer许多植物物种通过附着并获取宿主生存所需的营养来寄生其他植物。但有时，植物窃取的不仅仅是养分；他们需要基因。
一项新的研究表明，这样一个“被盗”的基因在进入寄生菟丝子（菟丝子属）的基因组后并没有被简单地保留下来。相反，寄生虫在数百万年的时间里重塑了基因，同时保持了其原始功能的完整。
基因通过称为水平基因转移 (HGT) 的过程获取。与基因从亲本传递给后代的普通遗传不同，HGT 允许遗传物质在不相关的生物体之间移动。
大阪都立大学农学院教授 Koh Aoki 领导的研究小组调查了这些外源基因到达寄生植物后会发生什么变化。研究小组与三得利全球创新中心有限公司、国立基础生物学研究所等机构的研究人员合作，追踪了CYP81Q基因的进化历史。
他们发现的证据表明，CYP81Q 最初属于拉米亚目的另一种开花植物（包括许多药用和烹饪草药），然后在遥远的过去转移到菟丝子谱系。
该基因给菟丝子带来了一些有用的东西，因为 CYP81Q 参与生产芝麻素，一种具有抗氧化特性的木酚素化合物。获得该基因后，菟丝子获得了自行生产芝麻素的能力。
随着时间的推移，菟丝子基因组中的外源基因被称为“跳跃 DNA”的转座元件片段改变，将菟丝子 DNA 插入 CYP81Q 中。这些插入的序列之一最终成为新形成的内含子的一部分，内含子是基因的一部分，在遗传指令被用来制造蛋白质之前从其 RNA 中去除。
尽管经历了这些变化，该基因仍然继续发挥作用。改造后的CYP81Q仍然产生能够合成芝麻素的功能酶。
青木教授解释说，“这表明该基因尽管发生了实质性的”结构修改，但仍保留了其生物学功能。
研究结果表明，HGT 并不一定是基因进化故事的终结，相反，它可以在寄生虫体内继续进化，在结构上融入新环境，同时保留其原始功能。
“通常 HGT 是细菌的一个过程，”Aoki 教授指出。 “我们的发现进一步证明它也存在于植物中。”
对于寄生植物来说，这个过程可能尤其重要。它们与其他植物的直接联系为基因跨越物种界限创造了不寻常的机会。一旦转移，这些基因可能成为进一步进化变化的原材料。
CYP81Q 的故事不仅仅是菟丝子简单地“窃取”植物有用的基因，使借来的遗传物质成为自己的。
期刊：植物生理学
DOI:10.1093/plphys/kiag335
发布日期：2026 年 6 月 30 日
来源：大阪都立大学
特色图片来源：大阪都立大学。