![]()
根据一项新的研究，植物物种在防御上投入越多，其生长潜力就越小。开放科学促成的研究为植物适应性和种间变异提供了新的见解。病原体可以显著削弱宿主的健康状况，有时甚至导致宿主死亡。然而，在不同物种之间，它们对病害防御的投入程度存在相当大的差异。进化理论预测，分配成本调节这种投资，但验证这一假设一直具有挑战性。![]()
2024年11月7日，发表于国际顶级学术期刊《科学》（Science）的一项题为A trade-off between investment in molecular defense repertoires and growth in plants的研究论文中，芬兰赫尔辛基大学的博士后研究员Michael Giolai和植物多样性教授Anna-Liisa Laine利用开放数据库识别了184种植物中的防御基因和生长特性。他们发现植物物种之间的防御基因数量存在显著差异，从44个到2256个不等。例如，芦笋只有72个抗性基因，而一种辣椒品种则有多达1095个。他们还发现野生植物中防御投资与生长特性之间存在负相关关系：植物基因组中用于防御基因的比例越高，其生长潜力就越低。他们的研究表明，分配成本在生物多样性的产生和维持中起着重要作用。这些发现也揭示了限制防御进化机制的因素。分配成本指的是在不同生命功能之间分配资源的权衡。对于植物来说，这意味着如果植物使用大量资源（如能量和营养）来维持其防御，这可能会减少其他功能，如生长的资源。换句话说，植物必须平衡其资源使用，这可能导致防御强时生长潜力降低，反之亦然。![]()
![]()
比较植物比叶面积值与NLR基因、重复序列基因和单拷贝基因密度的关系该研究还检查了已被育种以特定特征的栽培植物。由于育种减少了作物植物基因组中的自然变异，在这些植物中没有观察到生长和防御之间的负相关关系。![]()
分段结构方程模型（piecewiseSEM）分析结果的可视化，测试NLR基因、重复序列基因和单拷贝基因密度、生境面积与生长之间的效应
这项研究是开放科学发展潜力的一个绝佳例子。对数百种植物物种进行基因组测序并收集生长特性的数据，对于单个研究团队来说是不可能的。开放数据的增长使得能够进行帮助我们理解不同特性种间变异的新类型研究。如果我们想要理解维持种间特性变异的机制，像这样的多物种方法是必不可少的。开放数据可用性的增加使我们能够对这些问题进行全新的层面的探究。![]()
