枝挂番茄、根马铃薯等嫁接一般人都会惊叹，但业内人士认为这是很自然的。因为西红柿和土豆属于茄科植物，所以可以通过嫁接来共同生长。然而，成功嫁接通常只发生在亲缘关系密切的植物之间。目前尚不清楚是什么影响了嫁接的成功率。

        在日常生活中，许多水果、蔬菜和花卉都是通过嫁接[1-3]获得的。嫁接是连接不同植物的伤口，伤口愈合后成为一种全新的植物[4-5]。虽然在农业生产中普遍使用嫁接，但嫁接通常很容易在同科密切相关的植物之间成功[6]。那么，什么才会影响嫁接的成功率呢？

        8月7日，日本名古屋大学(Nagoya University)的研究人员在"科学"(Science)杂志上发表了一项研究，揭示了嫁接成功的奥秘。事实证明，烟草是一种"通用胶水"，可以用作嫁接植物的媒介。

        一

        烟草的嫁接能力是惊人的

        结果表明，与其他植物相比，烟草的嫁接能力特别突出，也可以成功地嫁接不同家系的植物。

        研究人员选择菊花(菊科)、大豆(豆科)和烟草(茄科)作为砧木，选择三种植物作为接穗嫁接菊花。

        结果表明，菊花嫁接生长良好，开花顺利，菊花上大豆嫁接不能存活，而菊花上烟草嫁接生长良好，3个月后结果顺利。用烟草作砧木，也可以与其他科植物顺利嫁接。研究人员继续测试烟草的嫁接能力，发现在42科84种中，烟草作为接穗或砧木，可嫁接38个科73种，成功率惊人。

        A：烟草/拟南芥嫁接成功；C：春花/烟草嫁接成功

        DAG：嫁接后的天数；节点数：节点数

        二

        烟草的秘密"粘合剂

        烟草的强嫁接能力引起了研究人员的兴趣。他们分析了烟草/拟南芥嫁接后2~28天的结合位点。结果发现，烟草激活基因与生长素作用、伤口修复、形成层和血管发育有关。在愈合初期，活性基因集中在细胞外区、细胞壁和胞浆外，表明嫁接过程中细胞壁被重建。

        在这些活性基因中，研究人员关注的是NBGH9B3基因，该基因编码β-1，4-葡聚糖酶，β-1，4-葡聚糖酶在纤维素消化和细胞壁松弛或重建中起着重要作用，因此研究人员推断，NBGH9B3促进了细胞在嫁接界面上的粘附。

        随后的一系列实验证实了研究者的推测，NBGH9B3基因的沉默使烟草在嫁接后很容易与拟南芥分离，在嫁接部位形成一死层，出现细胞壁折叠，2周后宣布嫁接失败，此外，研究者还通过基因编辑获得了NBGH9B3基因的基因敲除系，烟草嫁接成功率仅为60%，而野生型烟草与正常NB9B3基因的嫁接成功率为91%。

        事实上，GH9B3基因在许多植物中也能发挥类似的作用，但为什么不同家系的烟草嫁接成功率特别高呢？

        经过进一步的试验，研究人员得出结论，许多植物只有在通力植物相互嫁接时才能激活嫁接机制，烟草在与其他家庭嫁接时也可以使用这种机制。

        结果"三合一"植株嫁接后生长平稳，3~4个月后结实实实，"三合一"嫁接组合也取得了成功。

        A：番茄/拟南芥，猜猜B/G有什么神奇的组合！

        菊花/花椰菜；春花/拟南芥；菊花/春花；菊花/春花；春花/菊花；番茄/菊花(均由烟草介导)

        在未来的研究中，研究人员将进一步探索β-1，4-葡聚糖酶是如何促进细胞-细胞粘附的。然而，这项研究已经向我们展示了嫁接技术的更大潜力，更多的嫁接组合可以更好地增加根的多样性，从而帮助作物生产的生态系统破坏最小。