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种子具有极其紧迫的道理，对植物来说，它们是生命的起头，对东谈主类来说，它们是食粮安全的基础。因而自古以来咱们东谈主类就经久祥和着种子的酿成轨则与内在特质。其中，对种子大小的究诘更是热度不减。这是因为不同植物的种子大小互异很大，最大的种子重达几十公斤，而最小的种子则轻得的确称不出来，种子尺寸的互异不仅反映了植物在当然界中的生涯计策开yun体育网，也平直影响着述物的产量。

那么，是什么成分决定了种子的大小？连年来，科学家发现，除了遗传成分和环境条款外，植物激素在其中也阐扬着要道作用。近日，中国科学院西双版纳热带植物园的究诘团队在《植物细胞》（The Plant Cell）上发表效果，揭示了植物激素——茉莉酸（jasmonate, JA）在调控种子大小方面的新机制。这一发现为咱们赓续种子酿成的分子调控收集提供了新的痕迹，也为畴昔作物矫正带来潜在应用。

体型互异显耀的植物种子 左：榼藤 Entada phaseoloides；右上：赤豆 Vigna angularis  ；右下：玉蜀黍（玉米）Zea mays（图片来源：作家拍摄）

种子：生命的"双重就业"

种子是吐花植物的紧迫结构，兼具衍生后代与农业应用两方面的作用。在当然界中，大种子因为储存了更多营养，即便在传播历程中受到损害，也能得手萌生，栽植了生涯凯旋率；而小种子则更妥贴远距离扩散，能够借助风力或动物佩戴，匡助植物拓展分散领域。 [ 1 ]

壳斗科不同大小的植物种子（图片来源：武汉植物园）

对东谈主类来说，种子的大小平直关系到食粮产量和诈欺价值。非论是小麦籽粒的富裕度如故水稻的千粒重，在农业育种中都是紧迫的运筹帷幄。从餐桌上的食粮到衣柜里的棉花，种子也曾深深镶嵌东谈主类漂后的发展之中。

要赓续种子为安在当然界和农业中如斯紧迫，咱们还需要回到它的发源，望望种子是如安在漫长的演化中迟缓完善的。

从"露出"到"包裹"的生涯升级

种子的出现是植物界的一场紧迫变革。大要 3.6 亿年前，裸子植物率起头酿成种子，但其时的种子莫得果皮包裹，典型的裸子植物比如松树的球果，种子便平直显现在环境中。直到约 1.3 亿年前被子植物出现，种子才被果皮包裹，从而获取了更好的保护才调。这一演化不仅让种子更能扞拒干旱、病虫害，还能借助果实更高效的传播 [ 2,3 ] 。

演化历程中，种子大小也在抑止变化。有的植物演化出体积较大的种子，以增强营养储备和竞争力；另一些植物则选拔保抓小种子，以便更容易随风或动物传播。恰是在这种经久的安妥与选拔中，酿成了今天种子寰宇里广宽的体型互异。

这种体型上的互异大到了的确难以遐想的进程。比如最大的种子海椰子（Lodoicea maldivica），它的果实长可达 50 厘米，分量进步 30 公斤；而最小的种子斑叶兰（Goodyera schlechtendaliana），大要一万粒加起来，才非常于一粒芝麻的分量。 [ 4,5 ]

海椰子果实（现仅存在于非洲东部塞舌尔国的普拉兰岛）（图片来源：中国科学院昆明植物究诘所）

这种广宽的互异并非或然，而是经久演化中环境安妥和基因调控的共同扫尾。以海椰子为例，它孕育在塞舌尔群岛的热带海岸环境中，生境领域窄小，个体更新自如。为了保证幼苗在历害的资源竞争中能得手存活，海椰子演化出体型广宽的种子，里面储存大都营养，哪怕发芽周期长、数目少，也能栽植凯旋率。比较之下，斑叶兰分散在湿气的林下环境，妥贴借助风力传播极微弱的种子。体积极小使它们能够在丛林中大都扩散，以广撒网的方法加多生息契机。前者是典型的 K 选拔计策，此后者则是典型的 R 选拔计策。

但环境仅仅影响种子大小的一方面，更深端倪的互异来自基因调控。不同物种在进化历程中，酿成了限度细胞分袂、营营养拨的遗传收集，从而决定了种子的最终大小。而在这一收聚集，植物激素起着信号调控的要道作用，它们在母体与种子之间传递信号，互助资源分拨。连年来，究诘者特别祥和的茉莉酸（jasmonate, JA），恰是其中一类紧迫的激素。它不仅匡助植物应酬困境，也被发现与种子大小的调控平直相关 [ 6,7 ] 。

茉莉酸若何调控种子大小？

种子大小不仅取决于种子自己的基因，还会受到母株的影响，这被称为母系效应，即子代的某一性状发达不由自身基因型决定，而是由木本的基因型或其他物资调控。究诘发现，茉莉酸受体   COI1   就通过母株对种子大小产生调控作用。当 COI1 功能过去时，种子的大小保抓在妥贴领域；而在 COI1 功能发生蜕变 ( （COI1-2、COI1-16） ) 的植株中，种子相同会长得比过去情况更大。

与此相对，JAZ 卵白能够扼制茉莉酸信号。要是 JAZ 卵白的功能松开 ( jazQ ) ，茉莉酸信号就会相对增强，这就会导致种子变小；反之，要是 JAZ 卵白抓续存在并保抓活跃（JAZ1- Δ Jas），茉莉酸信号就会受到压制，种子则会比过去情况更大。不同植株的实验扫尾一致骄气：茉莉酸信号的强弱，会平直影响拟南芥种子的大小 [ 7,8 ] 。

但诚然实验扫尾证据茉莉酸信号确乎能调控种子大小，但它究竟是通过奈何的分子机制完了的呢？

不同基因型拟南芥的种子（A）、锻真金不怕火胚（B）、幼苗（C）和花瓣（D）表型互异（图片来源：参考文件 [ 7 ] ）

新机制揭晓：

茉莉酸调控种子大小的底层巧妙

为了揭示茉莉酸在种子发育中的作用，究诘团队选拔了拟南芥四肢实验材料。这是一种孕育快、基因浮浅、易培养的草本植物，是植物学究诘的明星材料。扫尾发现，种子大小的调控波及两个要道基因：KLU   和   SOD7。KLU 能促进珠被细胞的增殖，从而让种子变大；而 SOD7 则会扼制 KLU 的活性，扫尾种子孕育。

一言以蔽之茉莉酸信号和会过一条更复杂的基因收集来影响种子大小。其影响的逻辑链条如下：

1.COI1 是茉莉酸的受体卵白，不错把茉莉酸识别出来。茉莉酸一朝与 COI1 皆集，就会使得 JAZ 卵白失去作用（JAZ 原来会扼制种子孕育）。

2. 这么一来，SOD7 就能阐扬扼制作用，扫尾另一个促进孕育的基因 KLU 的活性。

3. 此外，转录因子 MYC2/4 也会和 SOD7 协同就业，使对 KLU 的扼制更强。最终扫尾是：种子不会无扫尾长大，而是保抓在合适的大小。

更紧迫的是，这套机制在困境中依然灵验。比如在高盐环境下，植物相同需要从简能量，茉莉酸信号就会加强 SOD7 的作用，进一步压制 KLU，让种子变小。这么，母株能保存更多营养，栽植在恶劣环境下的生涯几率。

从实验室到田间：

让 "禾下纳凉梦" 照进实验

这项究诘不仅揭示了茉莉酸调控种子大小的分子机制，也为农业育种提供了新的想路。通过调度与茉莉酸信号相关的基因，科学家有望培育出既能保抓合适大小，又具备抗逆性的作物品种。这么，种子既能在当然条款下栽植存活率，也能在农业坐褥中带来更富厚的产量。

对东谈主类来说，种子的大小关系到食粮产量和安全。正如袁隆平院士建议的"禾下纳凉梦"，东谈主们但愿水稻等作物能更高产、更可靠。茉莉酸相关机制的发现，能够能为完了这一标的提供分子层面的新器具。

参考文件

[ 1 ] CHEN S, ANTONELLI A, HUANG X, et.al. Large seeds as a defensive strategy against partial granivory in the Fagaceae [ J/OL ] . Journal of Ecology, 2025, 113 ( 3 ) : 598-607. DOI:10.1111/1365-2745.14480.

[ 2 ] MA X, ZHANG C, YANG L, et.al. New insights on angiosperm crown age based on Bayesian node dating and skyline fossilized birth-death approaches [ J/OL ] . Nature Communications, 2025, 16 ( 1 ) : 2265. DOI:10.1038/s41467-025-57687-9.

[ 3 ] Ancients seeds [ EB/OL ] . eLife Sciences Publications Limited, 2024 [ 2025-08-13 ] . https://elifesciences.org/digests/92962/ancients-seeds.

[ 4 ] 1 万粒种子才有 1 粒芝麻重，斑叶兰现身云南保山 [ EB/OL ] . [ 2025-08-13 ] . 东谈主民日报 .

[ 5 ] 最大的种子——海椰子 ---- 中国科学院昆明植物究诘所 [ EB/OL ] . [ 2025-08-13 ] .  

[ 6 ] MOLES A T, ACKERLY D D, WEBB C O, et.al. A Brief History of Seed Size [ J/OL ] . Science, 2005, 307 ( 5709 ) : 576-580. DOI:10.1126/science.1104863.

[ 7 ] ZHANG J, YAO J, HE K, et.al. Jasmonate signaling coordinates with the SOD7-KLU pathway to regulate seed size in Arabidopsis thaliana. [ J/OL ] . The Plant cell, 2025 [ 2025-07-20 ] . DOI:10.1093/plcell/koaf178.

[ 8 ] CHINI A, FONSECA S, FERN Á NDEZ G, et.al. The JAZ family of repressors is the missing link in jasmonate signalling [ J/OL ] . Nature, 2007, 448 ( 7154 ) : 666-671. DOI:10.1038/nature06006.

策划制作

出品丨科普中国

作家丨张应超 生态学硕士

监制丨中国科普博览

责编丨张一诺

审校丨徐来、张林林

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