UV-B 辐射不仅对我们有害，而且通过其对光合作用机制和 DNA 的破坏作用，对在各种环境中生长的植物也构成威胁。 虽然我们可以通过简单地远离阳光来逃避 UV-B，但植物就没有这样的运气，它们必须应对环境中的任何影响。 众所周知，植物用来减少 UV-B 辐射损害的方法之一是产生类黄酮等紫外线吸收分子。 植物可以用来抵御 UV-B 破坏性影响的另一种策略是内多倍体——基因组在没有随后的细胞分裂的情况下被复制，从而导致细胞具有更多的染色体。
拟南芥 具有增强的内多倍体能力的植物对 UV-B 的抵抗力更强。 然而，这些和其他类似的实验都是在实验室条件下进行的，人们对自然环境中更多种类的植物可以使用多少内多倍体来抵御 UV-B 知之甚少。 在他们最近的论文中 Annals of Botany, František Zedek 及其同事 检查在捷克共和国的阴凉林下和森林空地中自然生长的植物物种中紫外线吸收物质的浓度和内多倍体率.
Zedek 及其同事发现，与生长在阴凉的林下相比，所有物种在森林空地生长时吸收紫外线的物质浓度都增加了。 当暴露在较高的太阳辐射下时，一些植物的内多倍体指数也显着增加，但并非所有物种都出现这种情况。 有趣的是，这种内多倍体的增加仅在具有单中心染色体的物种中发现。 单中心染色体在细胞分裂过程中只能通过一个点附着在细胞纺锤体上，而全中心染色体在细胞分裂过程中可以沿其长度的任何位置附着在细胞纺锤体上。 换句话说，当你的染色体可以沿着其长度的任何一点附着在纺锤体上时，进行内多倍体可能要困难得多，而不是仅仅通过一个点。 在具有单中心染色体的物种中，内多倍体指数随着紫外线吸收化合物的存在而显着增加，但在具有全中心染色体的物种中却没有。
这提出的一个大问题是，为什么某些植物物种会通过内多倍体对高 UV-B 水平做出反应？ Zedek 及其同事指出，之前的研究表明细胞大小会随着染色体数量的增加而增加，并表明内多倍体可能是在已知会停止生长的条件下维持生长的一种方式。 有趣的是，尽管接受调查的所有植物物种在较高的阳光下生长时紫外线吸收物质的浓度都会增加，但这种增加在具有全心染色体的物种中较少。 这支持了之前的研究表明具有全心染色体的植物物种通常对 UV-B 辐射不太敏感，尽管其确切原因尚不清楚。
因此，Zedek 及其同事证明，除了实验场景外，内多倍体响应增加的 UV-B 辐射也可能是自然环境中存在的一种现象。 他们还进一步支持这样一种信念，即具有全中心染色体的植物物种在某种程度上对高水平的 UV-B 辐射不太敏感。 有趣的是，这与陆生植物藻类祖先的全中心染色体可能对抵抗最早的陆生植物可能发现自己暴露于的更多紫外线辐射很重要的假设非常吻合。 究竟为什么其他植物物种使用内多倍体作为抵御 UV-B 辐射的可能防御手段仍不清楚，但有趣的是看看未来会出现什么这方面的知识，以及它如何与当今植物生长的各种环境相关联。
封面图片来自 Josef Reischig/维基共享资源.
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