根據(jù)美國(guó)密歇根大學(xué)研究人員的一項(xiàng)新研究，抗除草劑的“超級(jí)雜草”隨著時(shí)間推移改變了自身交配策略，進(jìn)化的轉(zhuǎn)變幫助它們抓住寶貴的基因，從與其他植物的競(jìng)爭(zhēng)中勝出。文章近期在線發(fā)表于《生態(tài)學(xué)》雜志上。
這項(xiàng)研究探討了較為普遍的農(nóng)業(yè)雜草——牽牛花中，植物交配系統(tǒng)和除草劑抗性之間的關(guān)系。研究人員發(fā)現(xiàn)，依靠自花受精，牽?；ǚN群進(jìn)化出了比其他易感種群更多的對(duì)農(nóng)達(dá)除草劑（農(nóng)達(dá)為除草劑品牌名，草甘膦為其活性成分）的抗性。對(duì)自花受精依賴的增強(qiáng)，可能通過(guò)阻斷來(lái)自其他作物對(duì)除草劑敏感的基因的流動(dòng)，從而幫助保持對(duì)除草劑的抗性。
結(jié)論還突顯了人類活動(dòng)潛在的不可預(yù)見(jiàn)的后果：一旦抗草甘膦作物廣泛應(yīng)用，野生植物如野草也會(huì)發(fā)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(guò)農(nóng)業(yè)化學(xué)品來(lái)改變植物種類的。鑒于自己完全沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的影響，我們?cè)斐闪四男└淖儯?rdquo;密歇根大學(xué)植物生態(tài)遺傳與進(jìn)化學(xué)家、論文第一作者Regina Baucom副教授說(shuō)。
“進(jìn)一步的證據(jù)表明，人類活動(dòng)對(duì)植物種群會(huì)產(chǎn)生意想不到的影響。如果這樣，我們不一定能預(yù)期它們可演變的性狀。”Baucom說(shuō)道。
Baucom團(tuán)隊(duì)中來(lái)自佐治亞大學(xué)的Shu-Mei Chang從美國(guó)中西部和東南部的大豆、玉米地及其周邊采集了32個(gè)牽?；ǖ臉颖尽Ｑ芯咳藛T使用了實(shí)驗(yàn)室和溫室相結(jié)合的研究辦法。
上世紀(jì)90年代末美國(guó)廣泛應(yīng)用農(nóng)達(dá)以來(lái)，農(nóng)田中的牽?；ㄒ恢北┞队诓莞熟⒅?。Baucom團(tuán)隊(duì)之前表示這種開(kāi)花的多彩雜草在北美范圍內(nèi)發(fā)展出不同水平的草甘膦抗性。
牽?；ㄊ且环N混合交配的物種，這意味著每朵花的繁殖既可通過(guò)自花受精進(jìn)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(duì)除草劑敏感的種群相比，抗除草劑的牽?；ǚN群更多采用自花受精。他們還發(fā)現(xiàn)在最具抗性的牽?；ㄖ校ㄋ幒椭^之間的距離是最小的，這是增加自花受精的一個(gè)明顯性狀。
世界范圍內(nèi)，除草劑抗性已經(jīng)在超過(guò)200種植物的身上發(fā)展出來(lái)。越來(lái)越依賴自花受精、逐漸縮短的花藥與柱頭距離，都對(duì)保持牽?；退幓颉⒆钄嗥渌参锏囊赘谢虍a(chǎn)生影響。
“我們第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)雜草的交配系統(tǒng)與抗除草劑水平之間的關(guān)聯(lián)：抗性越高，越多自交。” Baucom表示，“另外，我們相信我們已經(jīng)確定了一個(gè)物理機(jī)制，可以讓植物通過(guò)更多的自交來(lái)保持抗性基因，即縮短花藥與柱頭的距離。”
