客觀日本

明確花朵製造臭味成分的機制:在多種植物中發現「腐肉擬態花」功能的進化

2025年08月20日 生物醫藥

在花卉中,存在若干種以類似腐肉的臭味引誘蒼蠅等昆蟲的名為「腐肉擬態花」的奇特花種,其中大王花是廣為人知的代表。然而,這些花朵是如何變得能製造出臭味成分的,此前並不清楚。

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日本國立科學博物館的奧山雄大研究主幹等人的研究團隊,明確了山野草本植物細辛的近緣植物產生臭味成分——二甲基二硫醚(DMDS)的機制。研究團隊通過實驗證實,在部分日本細辛近緣的花卉中,存在一種從氨基酸之一的甲硫胺酸生物合成DMDS的酶。研究人員從中選取了花朵氣味含DMDS與不含DMDS的物種共30個品系,對各種花朵中所有基因的表達情況展開了比較分析。結果發現了兩個被認為參與DMDS合成的基因MGL與SBP。進一步研究發現,由SBP製造的酶可從甲硫醇生成DMDS,並將其命名為二硫醚合成酶(DSS),細辛屬進化譜系中的SBP發生了基因變化;另外,不產生DMDS而直接分解甲硫醇的酶MTOX是其祖先,DSS由此衍生而來,兩者功能的差異僅由3個氨基酸的不同所決定;同時,臭菘屬與柃屬中也出現了相同的衍生過程。

也就是說,植物向「臭味花朵」進化的路徑是有限的,三個植物類群經歷了完全相同的過程,變得能夠製造完全相同的物質。由此研究團隊在分子層面成功解明瞭不同生物物種處在相似環境後,獨立獲得相同功能這一趨同演化現象的寶貴成果。(TEXT:中條將典)

原文:JSTnews 2025年8月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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