英國科學家將分子遺傳學技術與計算機模擬技術相結合，研究植物花朵的發(fā)育過程，取得了初步進展。這不僅有助于理解千姿百態(tài)的花朵是怎樣生長出來的，也可以用來研究理解動物的發(fā)育過程。
在生物發(fā)育過程中，開始很簡單的結構在細胞的不斷分裂中會變得異常復雜，如何追蹤這一過程，是生物學研究的一大挑戰(zhàn)。英國約翰·因斯中心的科學家在１３日出版的《自然》雜志上報告說，他們使用金魚草為研究對象，利用一種稱為“克隆分析”的技術對分裂中的細胞進行遺傳標記。
研究人員給金魚草植入一個控制產生顏色的基因，這個基因對溫度很敏感，因此通過掌握溫度就能控制它是否起作用。在最終發(fā)育完全的花朵中，基因呈活躍狀態(tài)、產生顏色的部位，就成為花瓣上的斑點。
以前曾有人用這種方法估算過植物葉子和果蠅翅膀的生長參數。
約翰·因斯中心的這項研究特點在于，建立一個計算機模型，將克隆分析過程得到的結果輸入其中，通過花瓣的最終形狀與斑點分布等信息來回溯它可能的發(fā)育方式，由花瓣發(fā)育未完成時的狀態(tài)來推導它剛剛開始發(fā)育時的狀態(tài)。計算的結果，與研究人員控制下的真實花瓣開始發(fā)育時的狀態(tài)非常相似。
科學家利用這一方法著重研究了花瓣形狀中的一個重要因素——不對稱性形成的過程。他們發(fā)現(xiàn)，植物利用花瓣最長方向上的中軸線作為協(xié)調生長的參照，分裂中的細胞像波浪一樣，沿著這條長軸“流動”。流動的速度、方向和“波浪”寬度的變化，決定了花朵的形狀。這表明，花朵的發(fā)育過程可能由幾個控制化學生長信號的基因調節(jié)，生長信號沿著花瓣的長軸分布。
研究人員計劃下一步利用計算機模型模擬花從花蕾到完全盛開的過程，了解一些更細微的遺傳效應。