雜草、水稻傻傻分不清 這場諜戰已經打了千年_風聞

來源：錢江晚報

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浙大科學家最新研究發現，模仿秀這股風還刮到了稻田裏

雜草水稻傻傻分不清 這場諜戰已經打了千年

左邊為水稻幼苗；中間和右邊為稗草幼苗。

現在的女孩子，為了減肥，已經到了談白米飯色變的地步。

但你知道，一碗白米飯來的有多不容易嗎？

今天，我們來講田間的一場諜戰——為了活下來，水稻有多努力，雜草也有多努力。

它，就是稗(讀bai)草，稻田間頭號雜草。浙大樊龍江教授團隊就找到了稗草與水稻相爭的“秘密武器”，它能分泌一種叫丁布的次生代謝產物，可以明顯抑制水稻生長。

為了避免人類的“驅逐”，樊教授團隊最新發現，稗草還有更厲害的技能，它竟學會了“喬裝術”，從原來鬆垮貼地的懶樣子，進化出今天亭亭玉立的模樣，與水稻越長越像。

這篇關於“稻田水淺，江湖水深”的論文，於2019年9月16日發表於《自然⋅生態與進化》雜誌。

田間模仿秀它是冠軍

在稻田中，稗草居15種惡性雜草之首，是農民噴施除草劑最主要的目標。

“如果不用除草劑，農民都不知道怎麼種地了。”這種説法還真不是太誇張，如果不想辦法除掉它，兩個月後的豐收季節，整片稻田都要被稗草承包了。

其實，從親緣關係看，稗草與小麥、玉米的關係更近。但不知從什麼時候起，稗草卻和水稻伴生在一起了，而且在外形、生長期和營養的需求上，與水稻越來越接近。

研究人員對從我國長江流域的稻田及周邊採集到的328份稗草，進行了研究。從外形上看，水田的稗草與旱地的稗草有着明顯差異：旱地稗草長相比較隨機，大多數稗草趴地橫長，莖基部呈現紅色，完全不像水稻；而水田間的稗草就很有“稻”樣，特別是在苗期，它們有模有樣地收起了分櫱（讀作ni�）和葉子的夾角，和水稻一樣向上生長。

第一個注意到稗草高明“喬裝術”的，是前蘇聯著名植物學家瓦維諾夫。上世紀30年代，他從進化角度提出一個觀點：農田雜草與作物相像，是雜草適應性進化的產物，就是為了躲避農民拔除。

由於缺乏實驗證據，學術界對這一觀點一直存在爭議。“我們對這328份樣本進行了基因組重測序，”樊龍江説，“人類行為加速了稗草的進化，無意中產生了類似馴化的選擇效應。”

相對於動物擬態，科學界對於作物擬態尚無定論，樊龍江團隊第一次從基因組學研究角度，證實了作物擬態的存在。

被人類逼出“稻”樣

樊龍江介紹，通過全基因組遺傳變異分析，發現328份稗草材料可以明顯分為3個組——擬態組、非擬態組及中間類型。

與非擬態稗草組相比，擬態稗草的遺傳多態性降低，“這表明稗草在擬態過程中受到了定向選擇。”樊龍江説。

“稗草擬態水稻是被迫的。”樊龍江介紹，團隊通過羣體進化分析表明，長江流域擬態稗草起源於非擬態稗草，大約發生在1000年前的宋朝。

“當時正處在人口激增、南方水稻替代麥類作物成為主糧的轉型時期。可能正是在那一時期，人們開始實施水稻的精耕細作，拔除田間雜草。”

樊龍江舉了一些從宋朝農書和詩詞中找到的證據：比如朱熹《勸農書》中記載“禾苗既長, 稗草亦生, 須是放乾田水, 仔細辨認, 逐一拔出, 踏在泥裏, 以培禾根”；方回詩詞中則有“農田插秧秧綠時，稻中有稗農未知。稻苗欲秀稗先出，拔稗飼牛唯恐遲”。

稗草為了逃過人類的拔除，不得不快速進化，讓自己長得更像水稻，體內像水稻的基因也得以保留下來。

比如一個叫“LAZY1”的基因，這是一個植物感知並響應重力的關鍵基因，可以調控作物的分櫱角度。研究發現，在有擬態現象的稗草中，相關同源基因多態性降低，出現了高度一致，顯示出被進化選擇的痕跡。

這項研究首次解析了植物擬態進化分子機制，在進化生物學上具有重要意義。此外，研究結果為解析農田雜草起源與控制、株型相關基因挖掘與利用等方面也提供給了研究線索。（記者 章咪佳 通訊員 周煒）