校园里的“鸽子树”！《植物学》停课不停学（十六）

学校行政楼后面有几棵鸽子树近日开花了，甚是漂亮，花开季节，为校园增添了色彩。鸽子树学名为珙桐，远远望去，花基部的2-3枚大型乳白色卵形或倒卵形花瓣状苞片在微风吹拂下，犹如展翅飞翔的一群白鸽翩翩起舞，令人着迷，故珙桐也被植物学家命名为“中国鸽子树”。珙桐是1000万年前新生代第三纪留下的孑遗植物，具有“活化石”之称，植物学家也称它为“林海中的珍珠”。该植物为国家一级保护植物，在国内也逐渐作为观赏植物被引种。

从植物分类讲，珙桐为蓝果树科珙桐属落叶乔木，叶常密集于幼枝顶端，阔卵形或近圆形，具微弯曲尖头，边缘有三角形而尖端锐尖的粗锯齿；两性花与雄花同株，基部具花瓣状的苞片2-3枚，多数雄花与1个雌花或两性花成球形头状花序，一般两性花位于花序顶端，雄花环绕于其周围；珙桐的雄花无花萼及花瓣，雄蕊花药紫色；雌花或两性花具退化的花被，花柱分成6-10枝，柱头向外平展。

对于珙桐生存机制和濒危原因一直是学者们的研究重点之一，而基因组序列则有可能揭示根本原因。近期，Molecular Ecology Resources发表了标题为Genomic analyses of a“living fossil”: The endangered dove-tree的研究论文^[1]，研究人员对珙桐进行了基因组测序，组装了一个高质量的珙桐基因组。结果显示珙桐基因组大小约为1,169 Mb，包含了42,554个基因。其基因组大小远大于同科的喜树基因组（397 Mb），其基因数目也远多于喜树的基因数目（31,825）。进一步研究发现，LTR逆转录转座子家族的快速爆发是导致珙桐基因组比近缘类群增大一倍以上的主要原因。

再回到珙桐树上的“鸽子”上来，特殊苞片往往被认为是对各种驱动力（包括生物因素及非生物因素）的适应，从其进化的适应意义来看，珙桐的明显不对称性苞片既可保护头状花序免受降水和太阳辐射的影响，又可弥补吸引力的损失，增加其花序被传粉者发现的几率，从而尽可能地增加授粉机会^[2]。因此，珙桐苞片异常发达的原因可能是珙桐在长期进化过程中为抵抗环境干扰、保护繁育器官和提高授粉几率而形成的适应性策略^[2]。对珙桐苞片的基因表达分析发现，与光合作用相关的基因消失或表达量大大下降，而与逆境胁迫（如抗冷害和渍害）相关的基因的表达量则很高（图片引自论文原文），这为苞片保护花粉及其它繁殖器官的生态功能提供了遗传基础^[1]。

1、Genomic analyses of a“living fossil”: The endangered dove-tree. Molecular Ecology Resources, 2020,

2、珙桐（Davidia involucrata Baill）苞片功能性状及性状间关系对海拔的响应。生态学杂志，2020，39(3)：794－802