种子具有极其进攻的真理，对植物来说，它们是人命的发轫开云kaiyun中国官方网站，对东说念主类来说，它们是食粮安全的基础。因而自古以来咱们东说念主类就长期暄和着种子的造成法例与内在特质。其中，对种子大小的商讨更是热度不减。这是因为不同植物的种子大小各异很大，最大的种子重达几十公斤，而最小的种子则轻得险些称不出来，种子尺寸的各异不仅响应了植物在天然界中的活命计谋，也径直影响着述物的产量。
那么，是什么身分决定了种子的大小？比年来，科学家发现，除了遗传身分和环境条目外，植物激素在其中也施展着要道作用。近日，中国科学院西双版纳热带植物园的商讨团队在《植物细胞》（The Plant Cell）上发表效用，揭示了植物激素——茉莉酸（jasmonate, JA）在调控种子大小方面的新机制。这一发现为咱们贯通种子造成的分子调控收集提供了新的陈迹，也为翌日作物更正带来潜在应用。
体型各异显赫的植物种子 左：榼藤 Entada phaseoloides；右上：赤豆 Vigna angularis ；右下：玉蜀黍（玉米）Zea mays（图片着手：作家拍摄）
种子：人命的"双严惩事"
种子是吐花植物的进攻结构，兼具养殖后代与农业应用两方面的作用。在天然界中，大种子因为储存了更多营养，即便在传播历程中受到挫伤，也能顺利萌生，提升了活命奏效用；而小种子则更恰当远距离扩散，能够借助风力或动物佩戴，匡助植物拓展漫衍领域。 [ 1 ]
壳斗科不同大小的植物种子（图片着手：武汉植物园）
对东说念主类来说，种子的大小路直关系到食粮产量和应用价值。不论是小麦籽粒的满盈度照旧水稻的千粒重，在农业育种中都是进攻的宗旨。从餐桌上的食粮到衣柜里的棉花，种子如故深深镶嵌东说念主类细腻的发展之中。
法子略种子为安在天然界和农业中如斯进攻，咱们还需要回到它的发源，望望种子是如安在漫长的演化中冉冉完善的。
从"表现"到"包裹"的活命升级
种子的出现是植物界的一场进攻变革。大要 3.6 亿年前，裸子植物率首先造成种子，但当时的种子莫得果皮包裹，典型的裸子植物比如松树的球果，种子便径直露出在环境中。直到约 1.3 亿年前被子植物出现，种子才被果皮包裹，从而得回了更好的保护才智。这一演化不仅让种子更能挣扎干旱、病虫害，还能借助果实更高效的传播 [ 2,3 ] 。
演化历程中，种子大小也在欺压变化。有的植物演化出体积较大的种子，以增强营养储备和竞争力；另一些植物则选择保抓小种子，以便更容易随风或动物传播。恰是在这种耐久的适合与选择中，造成了今天种子天下里强大的体型各异。
这种体型上的各异大到了险些难以遐想的进程。比如最大的种子海椰子（Lodoicea maldivica），它的果实长可达 50 厘米，分量跨越 30 公斤；而最小的种子斑叶兰（Goodyera schlechtendaliana），大要一万粒加起来，才格外于一粒芝麻的分量。 [ 4,5 ]
海椰子果实（现仅存在于非洲东部塞舌尔国的普拉兰岛）（图片着手：中国科学院昆明植物商讨所）
这种强大的各异并非惟恐，而是耐久演化中环境适合和基因调控的共同收尾。以海椰子为例，它孕育在塞舌尔群岛的热带海岸环境中，生境领域褊狭，个体更新安适。为了保证幼苗在强烈的资源竞争中能顺利存活，海椰子演化出体型强大的种子，里面储存无数营养，哪怕发芽周期长、数目少，也能提升奏效用。比较之下，斑叶兰漫衍在湿气的林下环境，恰当借助风力传播极眇小的种子。体积极小使它们能够在丛林中无数扩散，以广撒网的格式加多生息契机。前者是典型的 K 选择计谋，此后者则是典型的 R 选择计谋。
但环境仅仅影响种子大小的一方面，更深脉络的各异来自基因调控。不同物种在进化历程中，造成了戒指细胞永诀、营营养派的遗传收集，从而决定了种子的最终大小。而在这一收集会，植物激素起着信号调控的要道作用，它们在母体与种子之间传递信号，互助资源分派。比年来，商讨者止境暄和的茉莉酸（jasmonate, JA），恰是其中一类进攻的激素。它不仅匡助植物轻率窘境，也被发现与种子大小的调控径直关连 [ 6,7 ] 。
茉莉酸如何调控种子大小？
种子大小不仅取决于种子自己的基因，还会受到母株的影响，这被称为母系效应，即子代的某一性状进展不由自身基因型决定，而是由木本的基因型或其他物资调控。商讨发现，茉莉酸受体 COI1 就通过母株对种子大小产生调控作用。当 COI1 功能宽泛时，种子的大小保抓在稳当领域；而在 COI1 功能发生更变 ( （COI1-2、COI1-16） ) 的植株中，种子每每会长得比宽泛情况更大。
与此相对，JAZ 卵白能够阻挠茉莉酸信号。要是 JAZ 卵白的功能消弱 ( jazQ ) ，茉莉酸信号就会相对增强，这就会导致种子变小；反之，要是 JAZ 卵白抓续存在并保抓活跃（JAZ1- Δ Jas），茉莉酸信号就会受到压制，种子则会比宽泛情况更大。不同植株的实验收尾一致炫耀：茉莉酸信号的强弱，会径直影响拟南芥种子的大小 [ 7,8 ] 。
但天然实验收尾评释茉莉酸信号如实能调控种子大小，但它究竟是通过若何的分子机制达成的呢？
不同基因型拟南芥的种子（A）、老到胚（B）、幼苗（C）和花瓣（D）表型各异（图片着手：参考文件 [ 7 ] ）
新机制揭晓：
茉莉酸调控种子大小的底层玄机
为了揭示茉莉酸在种子发育中的作用，商讨团队选择了拟南芥算作实验材料。这是一种孕育快、基因浅薄、易培养的草本植物，是植物学商讨的明星材料。收尾发现，种子大小的调控波及两个要道基因：KLU 和 SOD7。KLU 能促进珠被细胞的增殖，从而让种子变大；而 SOD7 则会阻挠 KLU 的活性，限制种子孕育。
一言以蔽之茉莉酸信号和会过一条更复杂的基因收集来影响种子大小。其影响的逻辑链条如下：
1.COI1 是茉莉酸的受体卵白，不错把茉莉酸识别出来。茉莉酸一朝与 COI1 汇集，就会使得 JAZ 卵白失去作用（JAZ 原来会阻挠种子孕育）。
2. 这么一来，SOD7 就能施展阻挠作用，限制另一个促进孕育的基因 KLU 的活性。
3. 此外，转录因子 MYC2/4 也会和 SOD7 协同劳动，使对 KLU 的阻挠更强。最终收尾是：种子不会无尽制长大，而是保抓在合适的大小。
更进攻的是，这套机制在窘境中依然灵验。比如在高盐环境下，植物每每需要检朴能量，茉莉酸信号就会加强 SOD7 的作用，进一步压制 KLU，让种子变小。这么，母株能保存更多营养，提升在恶劣环境下的活命几率。
从实验室到田间：
让 "禾下纳凉梦" 照进实践
这项商讨不仅揭示了茉莉酸调控种子大小的分子机制，也为农业育种提供了新的想路。通过调度与茉莉酸信号关连的基因，科学家有望栽植出既能保抓合适大小，又具备抗逆性的作物品种。这么，种子既能在天然条目下提升存活率，也能在农业分娩中带来更解析的产量。
对东说念主类来说，种子的大小关系到食粮产量和安全。正如袁隆平院士刻毒的"禾下纳凉梦"，东说念主们但愿水稻等作物能更高产、更可靠。茉莉酸关连机制的发现，省略能为达成这一标的提供分子层面的新器具。
参考文件
[ 1 ] CHEN S, ANTONELLI A, HUANG X, et.al. Large seeds as a defensive strategy against partial granivory in the Fagaceae [ J/OL ] . Journal of Ecology, 2025, 113 ( 3 ) : 598-607. DOI:10.1111/1365-2745.14480.
[ 2 ] MA X, ZHANG C, YANG L, et.al. New insights on angiosperm crown age based on Bayesian node dating and skyline fossilized birth-death approaches [ J/OL ] . Nature Communications, 2025, 16 ( 1 ) : 2265. DOI:10.1038/s41467-025-57687-9.
[ 3 ] Ancients seeds [ EB/OL ] . eLife Sciences Publications Limited, 2024 [ 2025-08-13 ] . https://elifesciences.org/digests/92962/ancients-seeds.
[ 4 ] 1 万粒种子才有 1 粒芝麻重，斑叶兰现身云南保山 [ EB/OL ] . [ 2025-08-13 ] . 东说念主民日报 .
[ 5 ] 最大的种子——海椰子 ---- 中国科学院昆明植物商讨所 [ EB/OL ] . [ 2025-08-13 ] .
[ 6 ] MOLES A T, ACKERLY D D, WEBB C O, et.al. A Brief History of Seed Size [ J/OL ] . Science, 2005, 307 ( 5709 ) : 576-580. DOI:10.1126/science.1104863.
[ 7 ] ZHANG J, YAO J, HE K, et.al. Jasmonate signaling coordinates with the SOD7-KLU pathway to regulate seed size in Arabidopsis thaliana. [ J/OL ] . The Plant cell, 2025 [ 2025-07-20 ] . DOI:10.1093/plcell/koaf178.
[ 8 ] CHINI A, FONSECA S, FERN Á NDEZ G, et.al. The JAZ family of repressors is the missing link in jasmonate signalling [ J/OL ] . Nature, 2007, 448 ( 7154 ) : 666-671. DOI:10.1038/nature06006.
筹办制作
出品丨科普中国
作家丨张应超 生态学硕士
监制丨中国科普博览
责编丨张一诺
审校丨徐来、张林林
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