马克斯·普朗克学会 新泽西州门罗附近森林中的山毛榉(前)和枫树(后)之间的天然茎嫁接(左图)，以及温室中两种烟草植物之间的类似茎嫁接(右图)
学分:分子植物生理学/自然511 MPI 植物、动物和人类的遗传物质在每个细胞的细胞核中受到很好的保护，并储存构成生物体的所有信息
例如，关于花、头发或毛皮的大小或颜色的信息在这里是预定义的
此外，细胞包含含有自身遗传物质的小细胞器
这些包括植物中的叶绿体和线粒体，叶绿体在光合作用中起着关键作用，线粒体存在于所有生物体内，代表每个细胞的动力植物
据目前所知，遗传物质可以从一个细胞迁移到另一个细胞，因此甚至可以在不同的生物体之间交换
位于波茨坦的马克斯·普朗克分子植物生理学研究所的研究人员现在能够使用新的实验方法来首次展示遗传物质是如何传播的
遗传物质的转移在植物中非常频繁
这可以导致遗传物质的新组合，或者受体细胞可以平行建立两种遗传变异体
这种两种不同基因组的结合，被称为异源多倍体化，在进化方面非常有趣，因为它导致新植物物种的形成，并在许多植物群体中广泛存在
许多重要的作物，如面包和硬粒小麦、燕麦、棉花、油菜、咖啡和烟草，都有来自至少两个杂交物种的这样的组合基因组
为了了解基因组在细胞间转移的机制，由马克斯·普朗克分子植物生理学研究所的拉尔夫·博克领导的研究人员用烟草植物进行了嫁接实验，这是农业中常用的方法
在这里，两种不同的烟草植物相互嫁接在一起，并在显微镜下实时观察连接处的细胞
荧光质体 为了区分细胞核和质体的基因组，荧光报告蛋白被整合并从两个基因组中表达出来，研究人员使用了一种叶绿体特化的技巧
在质体中，通过转化整合了一个基因，该基因编码叶绿体特异性荧光蛋白，该蛋白仅在质体中产生，不能离开质体
这为质体创造了一个绝对特异和稳定的标签
短时间后，两个伴侣在嫁接处一起生长，导致两个植物之间的生理联系
该研究的第一作者亚历山大·赫特尔解释说:“我们能够观察到，在这个位点，基因组从一个细胞到另一个细胞的转移是双向的，而且频率很高。”
细胞壁突起 使用新的实验装置，研究人员能够观察到移植部位伤口组织中细胞壁的结构变化
细胞壁形成突起，在两个伴侣之间形成连接
这些小孔的大小允许整个质体的迁移
因此，基因组不是自由迁移的，而是从一个细胞封装到另一个细胞，”赫特继续说
然而，要真正实现这一点，质体必须收缩并变得可移动
这些杆状质体相当于一个变形虫，在转移到目标组织后会生长回正常大小
因此，研究人员发现了一种新的非常大的细胞结构的细胞间交换途径，寄生植物(如槲寄生)也可以利用这种途径与宿主进行基因交换
此外，现在需要澄清线粒体和核基因组是否也使用类似的转移机制
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