依附在热带洞穴壁上的是一种只有一片叶子的植物，杏耀历史只要存活下来，叶子就会继续变大。东京大学的研究人员希望，他们对这一不寻常物种的研究可能有助于激发未来的基因工具，以控制普通作物的大小。

 

“我们很高兴终于在这个核电站的研究上取得了一项小小的突破，”领导这项研究项目的Tsukaya Hirokazu教授说。

 

这种植物的学名是单叶植物，意思是“无毛单叶植物”。光刺M. glabra从带有两片胚胎叶称为子叶的种子发芽， 杏耀 ，但只有一个子叶继续发育成叶子。

 

据科学家观察，所有的单叶植物都长有一片叶子，只要植物活着，叶子就会继续变大。大多数植物的叶子数量没有限制，但是这些叶子有一个预先确定的最大大小。

 

早在上世纪90年代初，在参观了一叶植物在泰国的原产地后，Tsukaya第一次尝试研究一叶植物。

 

单叶藻喜欢生活在东南亚的石灰岩洞穴里。如果你有机会去那里，你会很容易看到这些植物，”Tsukaya说。

 

让这些植物如此有趣的奇怪的生物学，也让研究它们变得具有挑战性，因为当时正在设计新的基因工具，用来研究与农业或医学直接相关的更常见的物种。随着其他分子技术的发展，数十年的沉寂之后，最近，研究论文的第一作者、博士生木下绫香(Ayaka Kinoshita)加入了实验室，对单叶藻的研究又重新开始。

 

Tsukaya说:“我相信我们的实验室是目前世界上唯一一个研究这个物种的实验室。”

 

了解单叶植物独特的原因需要工具，可以看到在叶子发育早期基因的位置和活性水平。一种被称为“原位全细胞杂交”的技术使研究人员能够保存整个生物体，而不仅仅是薄薄的切片，并将细胞在死亡时使用的所有遗传物质固定在原位。该技术通常用于动物组织，但在植物中使用较为复杂，因为植物细胞周围的细胞壁比较坚硬。

 

Tsukaya说:“幸运的是，我们实验室的另一位成员，助理教授Koga Hiroyuki是使用整座系统的真正专业人士，他坚持开发一种适用于植物的方法。”古贺茂雄是该研究出版物的第二作者，他能够完善保存整个三周大的单叶植物的技术。

 

在具有标准解剖结构的植物中，无茎分生组织(STM)基因表达于茎生长尖端的细胞中，称为茎分生组织。此外，ANGUSTIFOLIA3 (AN3)基因在非常年轻的叶片中表达，以促进形成叶片的细胞的增殖。

 

“我们用肉眼看不到一叶植物的芽分生组织。所以我们想知道，它是消失了还是被修改了?”

 

STM和AN3基因表达的位置和时间并没有分离，杏耀起源年轻的单叶植物表现出这两个基因的重叠表达。研究人员说，在单叶植物中看起来像一个简单的叶子，实际上是茎分生组织和叶子的结合或融合。

 

在单叶植物中，表达区域重叠，表明该植物是一个正常的叶片和茎分生组织的杂交。我们认为这种奇怪的基因表达模式是这种植物具有如此奇怪外观的原因之一。”

 

研究人员表示，了解像M. glabra这样不同寻常的物种是如何以不寻常的方式利用共同的基因进化而来的，将有助于农业科学家开发出控制叶片大小的工具，以便在未来实现最佳农业种植。

 

“我们研究光斑M. glabra，是因为单叶植物的发育特征非常独特，它们在普通实验室植物的任何突变体中都找不到。处理这种独特的现象绝对可以为植物科学提供新的见解。