跳动城乡网大多数哺乳动物和人类都有双组染色体——通常植物也有：一组来自父亲，另一组来自母亲。这样的生物体称为二倍体。然而，有时染色体组的数量从一代到下一代翻倍：一个二倍体生物突然变成四倍体，即它有四组染色体。
与人类不同，多个基因组通常是致命的，多倍体对于受影响的植物来说具有优势。具有多个基因组的植物能更好地适应环境，并且耐盐或抗旱。此外，它们通常会产生更大的种子或果实，从而带来更高的产量——这些特性对未来的作物来说是有希望的。
但只有一件事：植物物种新形成的多倍体个体通常完全或几乎完全不育，并且不能轻易繁殖。这些植物不育的原因尚不完全清楚。
控制花粉管的基因
苏黎世联邦理工学院分子植物进化遗传学教授 Kirsten Bomblies 和她的团队现在发现了一种以前未被认识的多倍体生育力降低的机制。在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，研究人员表明，新形成的多倍体植物中的花粉管无法正常生长。
通常情况下，授粉期间粘在花朵柱头上的花粉粒会发芽成长管，该管笔直且不分枝地穿过子房到达胚珠，受精发生在胚珠中。
苏黎世联邦理工学院的研究人员观察到，在新形成的多倍体植物中，花粉管并不直生长，也不够长。 “在我们的实验中，我们观察到了各种形状，”邦布利斯说。 “这些花粉管可能是弯曲的、分叉的、短的，甚至是破裂的——但它们都没有到达目的地。”这意味着位于花粉管尖端的雄配子无法与植物的卵细胞融合。
Bomblies 和她的同事研究了沙芥(拟南芥)中的这种现象。这种野花在自然界中存在两种类型：一种具有双组染色体(像我们一样)，另一种具有四组染色体。四倍体岩水芹已经成功克服了基因组重复的缺点，并且可以在独立的群体中建立自己的地位。
在对此类四倍体沙岩水芹种群的早期研究中，研究人员发现了与植物生育力相关的基因，这些基因在四倍体中进化出了新的变异。现在，在这项研究中，他们从这些基因中回溯，找出它们产生的性状。这与进化遗传学中更常见的方法形成鲜明对比，在进化遗传学中，研究人员从一种性状(表型)开始，并试图识别导致它的基因。
反向基因搜索表明，苏黎世联邦理工学院的研究人员发现这两个基因控制着花粉管的生长。更重要的是，在已建立的沙岩水芹四倍体种群中，相关基因通常与二倍体个体中发现的基因略有不同。 “换句话说，进化已经找到了一种方法，可以最小化这两个基因的变化，从而使四倍体个体具有生育能力，”邦布利斯说。
对植物育种的好处仍不清楚
科学家尚未解开有关新形成的多倍体不育的所有秘密。 “我们目前正在研究也与花粉管生长有关的其他候选基因，”邦布利斯说。
新发现是否可以应用于植物育种还有待研究。然而，这两个基因是“高度保守的”。这意味着它们在生物体的整个进化历史中都得到了保存，并且可以在不同的物种中找到。
因此，Bomblies 相信将这两个沙岩水芹基因转移到其他物种是可能的。她目前正在与她的团队合作：研究人员正在测试是否可以将这两个基因转移到拟南芥(拟南芥)中，拟南芥是沙岩水芹的近亲。 “如果我们成功地将基因构建体转移到另一个物种中，它可能会为培育新作物开辟一些有趣的可能性，”她说。
