中國江蘇網1月16日訊 (周超)1月14日,揚州大學銀杏研究團隊、北京林業大學林金星團隊和林木分子設計育種高精尖中心Richard在國際期刊《PNAS》發表題為「Multi-feature analyses of vascular cambial cells reveal longevity mechanisms in old Ginkgo biloba trees」的研究論文。
論文作者、揚州大學教授王莉說,「樹木生長主要來源於頂端分生組織和側向維管形成層的分裂分化,但樹木生長到一定年齡以後就不再升高,因而無法反映年齡的變化。樹木主幹維管形成層每年都能分裂分化出新的韌皮部和木質部,維繫著樹體的生長,是研究古樹長壽機制的理想材料。人和動物的衰老被認為主要與端粒損耗、DNA損傷、DNA突變積累、表觀遺傳改變等因素有關,壽命一般只有幾十年。自然界中,一些樹種的年齡可達幾百甚至上千年且依然生長旺盛,但其長壽機制卻一直不清楚。
據介紹,該研究通過年輪測定技術結合DBHs的分析,發現與成年樹相比,古樹形成層細胞層數變少,新產生的年輪寬度變窄,生長素含量下降,脫落酸含量上升,細胞分裂分化相關基因表達下降,表明古樹中維管組織生長變緩。然而古樹樹幹的橫截面積增加量仍處於高水平,顯示銀杏古樹形成層幹細胞仍具有較強的持續不斷的分裂能力。該研究進一步測定了古樹葉片光合指標、種子繁殖能力、衰老相關的標記基因等,均未發現有顯著變化。這些形態、生理和分子水平上的結果揭示,銀杏古樹在整體上仍處在健康的成年狀態,依舊保持「青春活力」。
樹木的生長發育乃至衰老都需要應對環境脅迫、病蟲害以及病菌等微生物的侵襲,且樹木最終大都是因為環境脅迫或病害而導致衰老和死亡。研究人員發現與病原體抗性和產生抗菌保護性類化合物類黃酮有關的基因數量和表達在古樹組中也沒有下降。說明銀杏古樹木並沒有降低抵禦外界脅迫的能力。這是一種「驚人」的能力,可以幫助銀杏健康成長數千年。
揚州大學王莉教授、崔佳雯博士生和金飈教授為該論文的共同第一作者,北京林業大學林金星教授和 Richard Dixon教授為該論文的共同通訊作者。中科院青藏高原研究所梁爾源研究員、中科院青島生物能源與過程研究所付春祥研究員、南京林業大學曹福亮教授參與了此項工作。該工作得到了國家自然科學基金等項目和111引智計劃項目的資助。
值得一提的是,此項研究工作被Science、Nature、BBC、New York times、CNN等國外多家知名媒體報導。