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生物体的寿命是由基因和环境共同作用的复杂生命表现形式,其中包括了发育和衰老过程。在哺乳动物中,端粒的长度可以决定寿命,然而,植物寿命的决定因素却还不清楚。
中国科学院昆明植物研究所李唯奇研究组发现,植物细胞膜脂中的一类重要分子磷脂酰丝氨酸(PS)的酰基碳链长度(acyl chain length)与植物的寿命密切相关。研究人员利用脂类组学手段检测并计算了5个科9种植物的8种膜脂碳链长度,其中7种膜脂的碳链长度都非常保守,只有PS的碳链长度表现出多样性,变化差异很大。深入研究发现,PS的碳链随着植物的发育而增长,当植物接近死亡时,这种增长停止。同样,这种现象在一年生或多年生植物中的组织衰老过程中也有所体现。此外,在激素和伽玛辐照诱导的人工衰老中,PS的碳链增长加速;环境胁迫也可以促进PS碳链的增加。在所检测的植物从幼苗到死亡过程中,PS总的碳链长度从37变化到41个C单位。
研究人员推测,PS碳链长度与植物的寿命相关,可能是与其由细胞质膜的内膜翻转到外膜导致细胞凋亡的过程有关,并认为PS碳链长度可以作为检测植物发阶段育与衰老水平的分子标尺。
相关研究论文Acyl chain length of phosphatidylserine is correlated with plant lifespan在线发表于PLoS ONE 上。该研究工作得到国家自然科学基金委项目(30870571),中国西南野生生物种质资源库和昆明植物所创新工程项目的资助。