英国约翰英尼斯中心的Bradley等人研究了一种植物——金鱼草,并揭示了一种进化上的新“把戏”,这一进化机制鼓励采取色彩搭配,为授粉的蜜蜂指明最佳去处。
这一发现来自欧洲比利牛斯山,在那里,两种金鱼草聚集在一处:一种洋红色带有黄色的亮点(Antirrhinum pseudomajus),一种黄色带有洋红色的亮点(Antirrhinum striatum)。这些亮点即可作为授粉部位的“路标”。在这两种类型之间,是一处杂种区,此处的花朵展示出邻近种群的混合特征。研究人员发现,与两边的邻居相比,杂种区花朵产生的种子和后代较少。因此,花朵通过颜色搭配,为授粉者指明入口,最有效的颜色组合使它们脱颖而出,具有进化优势。
研究人员对这一花色模式的分子基础进行了研究。他们分析了SULF基因位点,该位点包含一个反向重复序列,后者编码的小RNAs(small RNAs,sRNAs)靶向(抑制)一个参与黄色色素生物合成的基因,这在洋红色花朵中产生了黄色高亮的授粉部位。此外,在杂种区,反向重复序列表现出等位基因频率的急剧变化,表明该等位基因受到了自然选择的作用,这造成了比利牛斯山峡谷两边的花朵颜色差异。
在既往记录的基因位点导致自然变异的例子中,科学家描述了小调节RNAs,然而,这些例子仅涉及既存微小RNAs(microRNAs)的表达模式的改变或建立了新的靶点,而不是像SULF基因位点观察到的那样——从头生成小调节RNA(“小RNA”一词现已包括多种类型的RNA,如miRNA、siRNA、piRNA等)。产生小调节RNAs的反向重复序列可能是一种灵活的机制,用于补充基于转录因子或顺式调控变异的调控机制。自然选择可能作用于这一新机制,从而产生进化演变。(作者:黄希瑶)
参考文献:Science 2017;358:925-928