中国江苏网1月16日讯 (周超)1月14日,扬州大学银杏研究团队、北京林业大学林金星团队和林木分子设计育种高精尖中心Richard在国际期刊《PNAS》发表题为“Multi-feature analyses of vascular cambial cells reveal longevity mechanisms in old Ginkgo biloba trees”的研究论文。
论文作者、扬州大学教授王莉说,“树木生长主要来源于顶端分生组织和侧向维管形成层的分裂分化,但树木生长到一定年龄以后就不再升高,因而无法反映年龄的变化。树木主干维管形成层每年都能分裂分化出新的韧皮部和木质部,维系着树体的生长,是研究古树长寿机制的理想材料。人和动物的衰老被认为主要与端粒损耗、DNA损伤、DNA突变积累、表观遗传改变等因素有关,寿命一般只有几十年。自然界中,一些树种的年龄可达几百甚至上千年且依然生长旺盛,但其长寿机制却一直不清楚。
据介绍,该研究通过年轮测定技术结合DBHs的分析,发现与成年树相比,古树形成层细胞层数变少,新产生的年轮宽度变窄,生长素含量下降,脱落酸含量上升,细胞分裂分化相关基因表达下降,表明古树中维管组织生长变缓。然而古树树干的横截面积增加量仍处于高水平,显示银杏古树形成层干细胞仍具有较强的持续不断的分裂能力。该研究进一步测定了古树叶片光合指标、种子繁殖能力、衰老相关的标记基因等,均未发现有显著变化。这些形态、生理和分子水平上的结果揭示,银杏古树在整体上仍处在健康的成年状态,依旧保持“青春活力”。
树木的生长发育乃至衰老都需要应对环境胁迫、病虫害以及病菌等微生物的侵袭,且树木最终大都是因为环境胁迫或病害而导致衰老和死亡。研究人员发现与病原体抗性和产生抗菌保护性类化合物类黄酮有关的基因数量和表达在古树组中也没有下降。说明银杏古树木并没有降低抵御外界胁迫的能力。这是一种“惊人”的能力,可以帮助银杏健康成长数千年。
扬州大学王莉教授、崔佳雯博士生和金飚教授为该论文的共同第一作者,北京林业大学林金星教授和 Richard Dixon教授为该论文的共同通讯作者。中科院青藏高原研究所梁尔源研究员、中科院青岛生物能源与过程研究所付春祥研究员、南京林业大学曹福亮教授参与了此项工作。该工作得到了国家自然科学基金等项目和111引智计划项目的资助。
值得一提的是,此项研究工作被Science、Nature、BBC、New York times、CNN等国外多家知名媒体报道。