7月29日《科学》杂志精选

快速进化可以帮助植物在不连续的环境中传播。

新的实验研究表明，快速进化将推动植物在零散的生境中扩散。面对气候变化，入侵物种及其活动范围将对自然和生态系统管理构成两大威胁。然而，科学家对物种通过地形扩散的生态和进化动力学了解有限。

为了获得更多的信息，珍妮弗·威廉姆斯和她的同事们建立了一组拟南芥，种植在盆中，间距为0(表示连续的地形)，是拟南芥种子平均传播距离的4、8或12倍。经过六代，研究人员进行了基因分析，以确定每个拟南芥的进化速度。

他们发现，在连续的地形中，进化速度较快的拟南芥比没有进化的拟南芥传播得更远，增幅为11%。相反，当环境是“拼凑的”(例如，拟南芥之间的距离是其种子能够传播的平均距离的12倍)时，进化组中拟南芥的种子传播距离比非进化组中拟南芥的种子传播距离长3倍。有趣的是，不管拟南芥之间的距离是其种子能够传播的平均距离的4、8或12倍，它们的基因型变化并没有太大的不同。然而，斑块样的环境确实与生长速度更高的进化拟南芥有关，它可以进一步传播种子。因此，在这种情况下，更大的进化有利于更高的生长和进一步的种子传播，促进了拟南芥的传播。然而，作者指出，斑块状景观是直接选择种子传播较好的拟南芥，还是通过未检测到的传播相关特征间接选择种子传播较好的拟南芥，仍然是一个未解决的问题。

扭曲光学:从一个新的角度看光

研究人员已经开发出制造类似螺旋的扭曲微珠的方法。尽管这一壮举是用一个巨大的装置在大规模上实现的，但在微观规模上产生同样效果的能力仍然很难实现。然而，通过提高信息传输的速度，在较小的规模上使用这种光的角度将在电信和信息技术方面取得重要进展。在自然条件下，光以直线传播，但是当它有更多的*度时，它可以用来存储比线性状态更多的信息。皮米安诺和他的同事已经对一种微环圆柱形结构做了一些改变，这种结构可以用来以一个角度投射光线。结果可以引导光波沿着圆柱体的内侧传播，但是当光线同时沿顺时针和逆时针方向传播时，光波将相互抵消。为了克服这个障碍，并允许光在微环中单向传播，研究小组添加了交替的锗和锗+铈层。通过这种策略安排，这些交替的层使光会聚成一个点，并通过微环单向传播。作者通过实验验证了后者。

西红柿可以检测寄生藤蔓分泌的肽

抵抗入侵

新的研究表明，通过从寄生植物中发现某些肽，番茄可以防止寄生植物的攻击。在全球范围内，寄生植物给农作物造成了数十亿美元的损失。为了更好地理解某些植物如何击退入侵者或帮助减轻这些损失。菟丝子反射是一种寄生植物，可以感染大多数双子叶植物的茎，但一个例外是一种叫做番茄茄的番茄。植物有时通过病原微生物分泌的独特肽来发现病原微生物，这将促使宿主植物分泌与胁迫相关的激素乙烯。在这里，沃尔克·赫格纳尔和其他人怀疑番茄沙士可能使用类似的策略来对付寄生植物，他们已经证实了这一点。番茄对菟丝子反射非常敏感，而其他3种对照植物则不敏感。通过分析番茄和另一种野生番茄之间的自然变异，研究人员发现了引起这种敏感性的受体，并将其命名为菟丝子受体1(CuRe1)。当研究小组在另外两种植物的叶片中诱导基因表达时(一种植物非常接近番茄沙司，另一种是番茄沙司的远亲)，两种植物都对菟丝子肽有反应:乙烯产生增加，并且两种植物都对菟丝子入侵表现出更强的抗性。然而，作者指出，仅仅对CuRe1的敏感性不能驱动对菟丝子的免疫，因为一些对CuRe1缺乏敏感性的番茄植物仍然能够抵抗寄生植物的感染。瓦尔蒂斯·恩图卡基斯和塞莱娜·吉梅内斯·依班娜撰写的《观点》中更详细地讨论了这些发现。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

中国科学新闻(2016-08-10第二版国际版)