科学家发现植物是自然界最杰出的化学家之一

与动物不同，它们不能逃避食肉动物或病原体。他们无法拔出自己寻找伴侣或散播种子。

因此，他们制造化学药品：杀死细菌的毒素。苦味生物碱能抵御草食动物。甜蜜的花蜜和宝石色颜料可吸引授粉媒介或鸟类，从而有助于分散种子。

您可能会说，化学物质是植物进行爱与战争的一种方式。

但是树木，灌木和花朵如何获得这些功能?

在一项新的研究中，科学家们通过through子花Garden子的发展来探索这个问题，Garden子花是一种常绿的灌木，具白花，被种植在热带地区作为观赏植物。

研究人员首次对the子的基因组进行了测序。然后，他们深入研究了植物是如何制造出一种称为番红花的化合物的。这种鲜艳的化学物质使藏红花具有朱红色调，也可以使the子成熟的果实呈橘红色。

这项研究确定了与制造藏红花色有关的基因，并在实验室中用它们创造了该化合物。这项工作-包括破解garden子花用来合成crocrocin的分步过程-为大规模生产该化学品奠定了基础，该化学品被认为具有抗氧化剂的药用特性。

该研究还探索了garden子中番红花的起源。这项发现将于6月18日在BMC Biology上发表，强调了称为串联基因复制的进化过程的力量，其中DNA的意外复制使有机体能够灵活地扩展其拥有的遗传工具的库。这只是工厂发展新功能的一种方式，但这是至关重要的。

该研究的合著者，布法罗生物学家大学的维克多·阿尔伯特博士说：“重要的原则是植物可以重塑事物。”“他们可以复制遗传工具包的某些部分，并稍微旋转一下功能。因此，假设您有一把螺丝刀，但是头部却很大。想象一下，您可以复制那把螺丝刀，但是您可以磨一下头部来制造它更小，更适合用于小螺钉，但您仍然可以使用原始的大头螺钉来处理大螺钉。这就是这些植物正在做的事情。”

该研究的共同通讯作者，宋景元博士说：“在研究对中医和现代生物医学研究如此重要的植物的基因组时，发现这些分子的“技巧”是令人兴奋的。来自中国中医药资源工程研究中心，该研究中心还隶属于中国医学科学院和北京协和医学院。

该项目由中国中药资源工程研究中心和中国中医科学院的Song和Shilin Chen博士以及意大利国家新技术，能源与可持续经济发展局的Giovanni Giuliano博士领导。 (ENEA)。第一作者是中国医学科学院和北京协和医学院的徐志超博士和浦向东。徐还隶属于中药资源工程研究中心。

UB艺术与科学学院生物科学教授，新加坡南洋理工大学客座教授阿尔伯特(Albert)和他的学生做出了重要贡献，进行了生物信息学研究，帮助揭示了garden子中番红花素和咖啡因合成的进化史。咖啡植物。

DNA倍增如何帮助植物扩展其遗传工具箱

在串联复制事件中，单个基因在复制过程中被错误地复制。然后，随着物种随着时间的推移而进化，多余的DNA可以自由突变并承担新的功能。

该研究得出结论，在茉莉Garden子中，串联复制导致了crocro合成所需基因的进化。这项研究表明，这种基因复制的形式还使the子的近亲(咖啡植物Coffea canephora)能够开发出咖啡因生成基因，并将compared子的DNA与Coffea canephora和其他几种植物的DNA进行了比较。

阿尔伯特说：“在这种情况下，我们看到了相同的潜在进化机制，产生了这些串联复制品，从而在两种植物中产生了两种不同的生物合成途径。”“我们有咖啡和garden子花，它们是从一个紧密的共同祖先演变而来的，在一种情况下，一串串的重复咖啡形成并在咖啡中疯狂制成咖啡因。在另一情况下，它们在garden子中形成并疯狂而制成红花霉素。”

由植物制成，但对人类也有用

藏红花不仅存在于garden子花中，而且在藏红花的藏红花植物中也有发现。这些物种没有从一个共同的祖先那里继承制造番红花的能力：他们独立地进化了自己的基因库。咖啡，茶和巧克力植物中的咖啡因基因也是如此。

艾伯特说：“植物正在玩有趣的植物化学物质的多种进化的游戏。”“当然，所有这些植物化学物质对植物都是有用的，也许在抵抗病原体或作为昆虫引诱剂方面是有用的。”

说到garden子花，植物果实的火热颜色有助于扩展物种的范围，有助于吸引食用水果并在新位置排出种子的动物。