有些植物缺乏綠色色素和有性生殖。但這些不尋常的特徵揭示了決定植物生命的重要見解。神戶大學參與的一項新研究檢查了蛇舌藻屬的物種，以了解無性、非綠色植物如何發育和生存。
“我的長期目標是重新思考真正的植物意味著什麼，”神戶大學植物學家 Kenji Suesuku 說。他繼續說道：“多年來我一直對放棄光合作用的植物著迷。我想揭示這個過程中發生的變化。”蛇頭藻屬物種是一個極端的例子，因為它們不進行光合作用，而是從寄主植物的根部提取營養。它們一生的大部分時間都呆在地下，只在開花季節出現在地面上。有些物種只能無性繁殖。 “然而，儘管有針對植物基因組動態、其生態和繁殖的個別研究，但我們不知道它們之間是如何相關的，”Suetsugu 解釋道。
將蛇頭的進化、質體和生態學聯繫起來。
為了彌補這一差距，Suetsugu 結合了從未一起研究過的蛇舌藻的三個研究領域。他的目的是澄清物種之間的關係。檢查質體如何變化。 （植物細胞的一部分，在綠色植物中充當細胞的一部分，並考慮它們的繁殖策略如何適應生態環境。他談到這項工作的難度時說：“這些植物很稀有，不完整，通常局限於陡峭潮濕的森林。但在實驗室和實地研究蛇頭藻的多年經驗以及與當地博物學家的長期關係。使這個項目成為可能”以擴大這個項目。他與沖繩科學技術研究所的專家合作，他們專門研究大大減少了基因組。
質體嚴重減少表明共同祖先發生了轉變。
該研究已發表在該雜誌上。 新植物學家報導稱，該小組的所有成員的質體基因組都大大減少（DNA不存儲在植物細胞核中）。研究小組得出的結論是，這種減少可能發生在譜系分裂成許多物種之前的共同祖先中。 Suetsugu說：“看到植物能夠將其質體基因組減少到何種程度，真是令人興奮。乍一看，質體似乎正處於滅絕的邊緣。但當更仔細地觀察時，我們發現許多蛋白質仍然被轉運到質體中。這表明，儘管植物放棄了光合作用，但質體仍然是植物新陳代謝的重要組成部分。”
無性繁殖的演變在整個地區不斷重複。
研究人員還確定，無性繁殖可能在一個群體內發生多次。他們的研究結果表明，植物可能已經具備了無需早期受精而產生種子的能力。這將使他們能夠殖民從日本大陸經沖繩島到台灣的島嶼。 “在過去的十年裡，我研究了蛇蠹授粉和種子傳播。蟋蟀和駱駝蟑螂發揮了意想不到的作用，但我也注意到，當交配夥伴或傳粉媒介短缺時，無性種子生產通常可以保證繁殖，”Suetsugu 解釋道。在某些物種中，這種繁殖方法可能成為後代的主要形式。
了解寄生、非光合作用植物如何生存
對於 Suetsugu 來說，這項工作是了解不再進行光合作用的植物如何保持活躍並在自然環境中生存的重要一步。 Suetsugu 說：“對於那些花了很多時間在黑暗、潮濕的森林中觀察這些植物的人來說，看到它們的故事在基因組水平上展開是非常令人滿意的。”我的下一個目標是將這些結果與生化測量聯繫起來，以準確找出蛇頭藻質體是如何產生的。這些產品如何幫助維持宿主根部寄生植物的生長？ ”
這項研究由日本學術振興會（撥款 23K14256）、人類科學前沿項目（撥款 RGEC29/2024）、日本科學技術振興機構（撥款 JPMJPR21D6、JPMJFR2339）和台灣國家科學技術委員會（撥款 109-2311-B-845-001）資助，並與來自日本的研究人員合作進行。沖繩科學技術大學和台北大學。
