本报讯 (通讯员 周超 记者 乔云) 银杏原产中国,是著名的长寿树种。记者昨从扬州大学获悉,该校由王莉、崔佳雯、金飚组成的科研团队,联合北京林业大学科研团队,历经七年,综合运用细胞学、生理学、多组学和分子生物学等科学鉴定手段,揭示了银杏古树长寿机制。该研究成果近日在国际顶级学术期刊《美国科学院院报》在线发表。
“银杏是一种活化石,起源于大约2.8亿年前。”王莉教授介绍,现存银杏是银杏科的唯一幸存种,经历了冰川期,曾与恐龙同时代。它在不同的纬度和海拔地区广泛生长,目前有大量银杏古树分布在中国、日本和韩国等国。
王莉说,长寿机制一直是生命科学领域关注的焦点和研究的热点之一。几乎所有多细胞生物都无法逃避衰老,并最终导致个体死亡。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,例如银杏,年龄可达数百岁甚至上千岁且依然生长旺盛,其长寿机制一直是个谜。
为破解银杏古树“长寿密码”,研究团队在湖北和江苏选取了34棵健康的银杏树,确定其树龄在15年-1353年。以银杏树干维管形成层干细胞为主要研究材料,发现与成年树相比,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。研究团队进一步测定了古树叶片光合指标、种子繁殖能力、形成层干细胞中衰老相关的标记基因和miRNA及靶基因和自噬相关基因等,均未发现有显著的衰老变化。
王莉解释,这些形态、生理和分子水平的研究结果说明,银杏古树在整体上依旧保持“青春活力”,尚未进入衰老阶段。银杏古树维管形成层细胞的持续分裂能力,在避免衰老过程中发挥了重要作用。
“其实自然界大多数古树不是老死的,而是死于病虫害、极端天气、森林火灾和人为砍伐等。树木无法像动物那样躲避伤害,其一生的生长都在遭受环境胁迫、病虫害以及病菌等微生物的侵袭,尤其是古树树干内部木材遭受微生物的侵蚀而慢慢变空,最终将导致树干无法支撑树体而倒伏。”金飚教授介绍,他们研究发现,银杏树体抵抗微生物和病虫害能力很强,再加上木质素合成积累,能支撑不断增大的树体,这样就可帮助银杏在各种伤害中坚强地存活千年。
值得一提的是,此项研究工作还吸引了Science(科学)、Nature(自然)、BBC(英国广播公司)、New York Times(纽约时报)、CNN(美国有线电视新闻网)、PHYS ORG(美国物理学家新闻网)等国外多家知名媒体采访、报道和评述。