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自15世紀以來，植物學家和園藝家已經(jīng)知道一些植物物種有兩種形式的花，它們的雌雄性生殖器官的長度相互不同。查爾斯·達爾文首先提出，這種雙花型的花可以促進昆蟲授粉者的有效交叉授粉。早期的遺傳學家表明，這兩種形式的花是由一個單一的染色體區(qū)域控制的，該區(qū)域可能包含了一組基因，即超級基因。然而，直到最近，這個超級基因還從未被測序過。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)解開了這個超級基因的謎團。他們研究了一個已經(jīng)被達爾文描述為distyly的系統(tǒng)，即野生亞麻籽物種Linum，并使用現(xiàn)代DNA測序方法來確定超級基因。斯德哥爾摩大學的科學家與烏普薩拉大學、杜倫大學、格拉納達大學和塞維利亞大學的合作伙伴共同進行的這項研究。該研究于9月9日發(fā)表在《當代生物學》雜志上。

令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，負責雄性和雌性生殖器官不同長度的超級基因本身也有不同的長度。具體來說，該超級基因的顯性形式包含大約26萬個堿基對的DNA，而隱性形式的DNA則缺失。這26萬個堿基對的DNA包含了幾個可能導致生殖器官長度變化的基因。

該研究的資深作者、斯德哥爾摩大學生態(tài)基因組學教授Tanja Slotte說：“這些結果確實讓我們感到驚訝，因為以前在另一個系統(tǒng)--報春花中也發(fā)現(xiàn)了類似的支配生殖器官的超級基因的遺傳構成，在那里它完全獨立進化。”

該研究的第一作者、斯德哥爾摩大學學生Juanita Gutiérrez-Valencia博士說：“進化不僅反復導致報春花和亞麻籽物種的類似變異，而且還依靠類似的遺傳解決方案來實現(xiàn)這一成就。”

這些發(fā)現(xiàn)為進化的非凡力量提供了新的見解，即為廣泛的適應性挑戰(zhàn)找到趨同的解決方案，如開花植物需要交叉授粉。

“Distyly最終是一種高效的交叉授粉機制。”Tanja Slotte教授說：“鑒于氣候變化以及植物和昆蟲授粉者種群所面臨的挑戰(zhàn)，了解授粉機制在今天尤為重要。”