单倍体水稻中牛形植硅体的形态特征及其意义

《Rice》：Morphological Characteristics and Significance of Bulliform Phytoliths in Haploid Rice

　　

摘要

在考古植物学研究中，牛形植硅体的形态是追踪古代水稻栽培起源和演变的关键指标；然而，这些形态特征与水稻的遗传背景之间的关联尚不清楚。据我们所知，本研究首次证明染色体倍性水平是影响水稻植硅体形态的关键遗传因素，这是通过对单倍体和二倍体水稻的扇形牛形植硅体进行比较分析得出的结论。与二倍体水稻相比，我们发现单倍体水稻中的牛形植硅体存在两个显著差异：（1）整体形态尺寸减小（扇形宽度HL=34.8 μm，扇形长度VL=37.6 μm），尺寸减少了约18%，鱼鳞状面的数量减少（约6.7个），且具有9个或更多鱼鳞状面的牛形植硅体比例极低（约7.0%）；（2）植硅体的扇形面长度与茎秆长度的比值（B/A）减少了46.8%（约为0.58），短茎类型非常少（占0.0%–1.5%），而长茎类型占主导地位（约86.6%）。这些结果揭示了染色体倍性对植物细胞硅化模式的调控机制，表现为定量变化（尺寸减小和面数减少）和定性变化（某些形态类型的缺失）。本研究为现代水稻遗传学与考古植物学之间的联系提供了重要的实证依据和理论基础。