2025年植物研究前沿：蕨类配子体独立繁殖新发现与大王花生活史解密

《Journal of Plant Research》编辑部推荐：Yoneoka等首次在Aspleniineae亚目中发现Hymenasplenium murakami-hatanakae的独立配子体繁殖现象，改写蕨类进化认知；Wee等通过65个月追踪揭示Rafflesia cantleyi雌花优势种群及非季节性开花模式，填补寄生植物生态空白。两项研究均发表于2024年，分获最佳论文奖。

　　

在植物演化史上，蕨类植物的繁殖策略一直备受关注。传统认知中，仅少数附生或石生蕨类（如膜蕨科、水龙骨科）能通过配子体营养繁殖维持种群。然而，Yoneoka等在研究伊豆群岛的Hymenasplenium murakami-hatanakae孢子体时，意外发现四个采集点存在带状配子体垫状群落。这些配子体与孢子体空间隔离，偏好高湿高光环境。通过rbcL基因（编码核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基）变异分析，证实二者同种且配子体无需孢子供给即可独立繁殖。这一发现将独立配子体繁殖的类群扩展至Aspleniineae亚目，为理解蕨类适应性进化提供新视角。

与此同时，马来西亚Lata Jarum地区的Rafflesia cantleyi正揭开神秘面纱。Wee团队历时65个月、每两周监测247个花蕾，首次记录到雌花优势种群，并发现其开花模式分化：外层花被片依次开放或同步展开。该物种全年无季节性开花，生命周期估算为4.0-5.3年，这些发现修正了寄生植物生态模型。

两项研究均运用前沿技术：Yoneoka等结合野外生态调查与叶绿体DNA条形码技术；Wee团队采用长期定点观测与表型统计分析。

主要结果

1. H. murakami-hatanakae的繁殖突破

   • 形态学与rbcL分析证实配子体独立繁殖能力
   • 提出Aspleniaceae科可能存在的进化可塑性

2. R. cantleyi的生态重构

   • 发现雌雄花比例的地理变异（雌花占比达38%）
   • 确立两种开花模式与连续开花特性

3. XTH家族的功能再认知
   Ishida和Yokoyama（2022）通过Most-Cited论文指出：木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶（XTH）不仅参与细胞壁松弛，还可能调控次生壁形成，挑战了"纤维素-木葡聚糖网络"经典理论。

结论与意义
Yoneoka等的研究为蕨类繁殖策略多样性添加新证据，暗示配子体独立繁殖可能源于特定微生境选择压力。Wee团队的数据为濒危植物Rafflesia的保护提供关键物候参数，其发现的雌花优势种群对理解寄生植物性别决定机制具有启示作用。两项成果分别发表于《Journal of Plant Research》2024年第137卷，共同推动植物适应性进化与保护生物学研究。