向日葵為什么會(huì)繞太陽旋轉(zhuǎn)？櫻花樹怎么知道開花時(shí)機(jī)？捕蠅草如何察覺昆蟲來了要收攏葉子？......植物懂得的比我們想象的多。它知道什么是上和下、在被蟲子啃食時(shí)釋放有毒物質(zhì)保護(hù)自己、什么季節(jié)開花什么季節(jié)落葉......而這一切與植物本身的復(fù)雜性有關(guān)。

“在基因水平上，植物是比很多動(dòng)物都更復(fù)雜的生命，在整個(gè)生物學(xué)領(lǐng)域那些最重要的發(fā)現(xiàn)中，有不少就是通過研究植物而獲得的。羅伯特·胡克在1665年使用他制造的原始顯微鏡研究木栓時(shí)第一次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞。在19世紀(jì)，格雷戈?duì)枴っ系聽栍猛愣沟贸隽爽F(xiàn)代遺傳定律。20世紀(jì)中葉，芭芭拉·麥克林托克則用玉米揭示了基因的轉(zhuǎn)座（跳躍）現(xiàn)象?，F(xiàn)在我們知道，這些‘跳躍基因’是所有DNA的特征，而且和人類的癌癥緊密相關(guān)。還有，我們都知道達(dá)爾文是現(xiàn)代演化論的奠基人之一，而他的一些最重要的發(fā)現(xiàn)就屬于植物特有的生理現(xiàn)象”?！?span>丹尼爾·查莫維茨《植物知道生命的答案》

植物大多數(shù)時(shí)候給我們安靜、柔弱的印象，但是如果你留意過腐生植物、肉食植物，或許對(duì)植物的印象就要改觀了。比如我們常聽說的捕蠅草，既能光合作用，又能通過“食肉”來攝入所需的營養(yǎng)，捕食動(dòng)作迅速，并能分泌液體溶解獵物。

土瓶草也是約630種食肉植物中的一種，近日，華大基因與日本國立基礎(chǔ)生物學(xué)研究所、美國科羅拉多大學(xué)等機(jī)構(gòu)共同完成的土瓶草基因組研究成果刊登于Nature Ecology & Evolution上，通過基因比較分析、轉(zhuǎn)錄組分析、蛋白分析等手段從基因組層面揭示了這一物種吸引、捕捉和消化過程。

肉食性植物一般通過鮮艷的色彩、花蜜、香味等吸引昆蟲，研究者通過對(duì)土瓶草的兩種葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)瓶形葉在淀粉合成、蔗糖合成及運(yùn)輸?shù)韧钒l(fā)生了富集，這些基因可能與花蜜的形成相關(guān)，用以吸引昆蟲；研究者發(fā)現(xiàn)cytochrome P450基因家族在土瓶草中發(fā)生了擴(kuò)張，這與土瓶草瓶形葉鮮艷色澤的形成相關(guān)，可以吸引昆蟲。與此類似的是，蠟、脂合成相關(guān)的基因（WSD1）在土瓶草基因組中有顯著表達(dá)，這解釋了瓶形葉表面光滑，可以讓昆蟲掉入捕蟲器中并防止其逃走；研究者還通過檢測(cè)比較土瓶草和其它三種遠(yuǎn)緣植物（阿帝露茅膏菜Drosera adelae、翼狀豬籠草N. alata、紫瓶子草Sarracenia purpurea）的消化液的幾種消化酶的片段，發(fā)現(xiàn)7種主要的消化酶基因在食肉植物中均為直系同源關(guān)系，意味著這些植物趨同進(jìn)化出了相似的功能，也表明被子植物演變?yōu)槿馐承灾参锏倪M(jìn)化路徑其實(shí)并不多。