銀杏原產(chǎn)中國(guó)，是著名的長(zhǎng)壽樹種，在我國(guó)各地有大量分布。1月15日，記者從揚(yáng)州大學(xué)獲悉，該校銀杏研究團(tuán)隊(duì)、北京林業(yè)大學(xué)林金星團(tuán)隊(duì)和林木分子設(shè)計(jì)育種高精尖中心合作，歷經(jīng)7年時(shí)間，綜合運(yùn)用細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)、多組學(xué)和分子生物學(xué)等科學(xué)鑒定手段，發(fā)現(xiàn)銀杏古樹長(zhǎng)壽并非某單一的長(zhǎng)壽基因調(diào)控，而是生長(zhǎng)與衰老過(guò)程中多個(gè)因素綜合平衡的結(jié)果。該研究成果近日在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》雜志在線發(fā)表。
“長(zhǎng)壽機(jī)制一直是生命科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)之一。幾乎所有多細(xì)胞生物都無(wú)法逃避衰老，并最終導(dǎo)致個(gè)體死亡。”揚(yáng)州大學(xué)王莉教授說(shuō)，人和動(dòng)物的衰老被認(rèn)為主要與端粒損耗、DNA損傷、DNA突變積累、表觀遺傳改變等因素有關(guān)，壽命一般只有幾十年。自然界中，一些樹種的年齡可達(dá)幾百甚至上千年且依然生長(zhǎng)旺盛，但其長(zhǎng)壽機(jī)制卻一直不清楚。
據(jù)介紹，該研究通過(guò)年輪測(cè)定技術(shù)結(jié)合DBHs的分析，發(fā)現(xiàn)與成年樹相比，古樹形成層細(xì)胞層數(shù)變少，新產(chǎn)生的年輪寬度變窄，生長(zhǎng)素含量下降，脫落酸含量上升，細(xì)胞分裂分化相關(guān)基因表達(dá)下降，表明古樹中維管組織生長(zhǎng)變緩。然而古樹樹干的橫截面積增加量仍處于高水平，顯示銀杏古樹形成層干細(xì)胞仍具有較強(qiáng)的持續(xù)不斷的分裂能力。
這些形態(tài)、生理和分子水平上的結(jié)果揭示，銀杏古樹在整體上仍處在健康的成年?duì)顟B(tài)，依舊保持“青春活力”，尚未進(jìn)入衰老階段。由此認(rèn)定，銀杏古樹維管形成層細(xì)胞的持續(xù)分裂能力，在避免衰老過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
樹木的生長(zhǎng)發(fā)育乃至衰老都需要應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫、病蟲害以及病菌等微生物的侵襲。該研究在銀杏古樹維管形成層細(xì)胞中，鑒定發(fā)現(xiàn)R基因的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他物種。此外，木質(zhì)素單體、類黃酮和芪類化合物代謝通路的基因數(shù)量和表達(dá)在古樹組中也沒有下降。
由此推測(cè)，銀杏古樹可能通過(guò)持續(xù)合成木質(zhì)素等物質(zhì)，增加樹干的密度和強(qiáng)度，以支撐不斷增粗的樹體，同時(shí)通過(guò)大量R基因的持續(xù)表達(dá)，以及積累具有特殊保護(hù)功能的代謝物來(lái)提高樹體抗性，抵抗各種生物和非生物脅迫，從而大大延長(zhǎng)了樹體的壽命。該研究成果對(duì)揭示樹木在個(gè)體水平上的生長(zhǎng)與衰老調(diào)控機(jī)制具有重要科學(xué)意義。（吳錫平 余磊 記者過(guò)國(guó)忠）
