左边为水稻幼苗;中间和右边为稗草幼苗
稗草经历了上千年来自人类的选择压,快速进化。那些让稗草长得更像水稻的基因,让稗草逃过人类的拔除,继续在稻田里享受着和水稻一样的待遇,那些基因也因为人类的选择压力得以保留下来。也就是说,是人类的除草行为,无意识地刺激了稗草们的生存技能。比如一个叫“LAZY1”的基因,这是一个植物感知并响应重力的关键基因,可以调控作物的分蘖角度。研究发现,在有拟态现象的稗草中,相关同源基因多态性降低,出现了高度一致,显示出被进化选择的痕迹。
该项研究首次解析了植物拟态进化分子机制,在进化生物学上具有重要意义。此外,研究结果解析农田杂草起源与控制、株型相关基因挖掘与利用等方面也提供给了研究线索。
樊龙江教授课题组多年来一直从事水稻与稻田杂草(如杂草稻和稗草)竞争分子机制及其育种利用研究。2017年,该课题组首次完成了稻田优势稗草种E. crus-galli基因组测序及组装,揭示了稗草与水稻环境适应的化感互作分子机制。本研究是上述研究的延续,进一步揭示了稗草另外一个重要环境适应机制——拟态的分子遗传基础。