最近对泰坦庵（也称为尸花）的研究揭示了在植物开花期间产生热量和臭味化合物的关键遗传通路和生物过程。由于它的臭味类似于腐烂的肉，这种花被广泛称为尸花。该研究阐明了这种花在开放前产生温暖的独特能力，这一现象被称为热发生，在植物中相对罕见，且理解尚不充分。此外，该研究还确定了尸花气味中的一种新成分——一种名为腐胺的化学物质。
尸花以其模仿腐烂肉体的独特气味而著称，在其稀有的开花事件期间吸引了世界各地温室的大量人群。科学家们对这种植物在开花前通过热发生升高温度的能力特别感兴趣，这在植物王国中是一种不寻常的特征，仍然基本上是个谜。
最近，一项由达特茅斯大学主导的研究考察了尸花的内部工作机制，发现了负责热量产生和在开花期间释放臭味物质的基本遗传通路和生物功能。该研究于11月4日发表在《PNAS Nexus》上，由生物科学教授G. Eric Schaller领导，还揭示了一个新成分， contributing to the corpse flower’s scent——一种名为腐胺的有机化合物。
Schaller及其团队利用达特茅斯生活科学温室中21岁的尸花Morphy进行了若干次开花，以收集用于遗传和化学分析的组织样本。
有趣的是，泰坦庵并不只是单一的花；它由众多较小的花朵包裹在称为花序的高耸中央茎中。这个花序的高度可达12英尺，成为植物视觉上引人注目的特征。泰坦庵可以保持多年不开放，典型的间隔为5到7年，但当它开花时，这一过程通常在一夜之间完成。“这些稀有的开花是短暂的，给我们留出了短暂的研究机会，”Schaller说。
在花序底部的一层波浪状花瓣，称为花苞，打开形成一个围绕中央茎的杯状结构，内部呈现深红色或暗红色。当花序升温——有时温度比环境温度高出20华氏度——紧接着就会释放植物独特的气味，其中包含一混合的硫基化合物，旨在吸引苍蝇和腐肉甲虫进行授粉。
在2016年Morphy开花期间，研究人员在三个晚上收集了九个组织样本，从花序的高峰温度开始，集中在花苞的唇和基部，以及花序顶部的附属物上。他们后来用另外两片叶子补充了样本。
在Schaller实验室做访问研究学者的Alveena Zulfiqar成功提取了高质量RNA，使团队能够进行RNA测序分析，以揭示特定基因在温度调控和气味产生中的作用。
Schaller解释说：“这使我们能够观察到在附属物加热和释放气味期间，哪些基因被表达和特别活跃。”他专注于植物激素如何影响生长和环境反应。他还撰写短篇恐怖小说：“尸花独特地连接了我的科学和文学兴趣。”
虽然热发生在动物中是一种常见特征，但在植物中相对较少。根据Schaller的说法，在动物细胞中，一组称为解偶联蛋白的蛋白质改变了储存化学能量的过程，而是将其释放为热量。
RNA分析表明，与植物相应的解偶联蛋白连接的基因，称为替代氧化酶，显示出在开花开始时收集的组织中活跃增加——尤其在附属物区域。此外，与硫运输和代谢相关的基因在此时也活跃。
为了更好地理解这些基因激活的机制，团队在另一次开花期间分离植物组织，并与密苏里大学合作，利用质谱分析识别和评估组织中多种氨基酸的水平——蛋白质的组成部分。
正如他们的RNA发现所预测的那样，他们发现了一种叫做蛋氨酸的含硫氨基酸的含量增加，这是一种硫基化合物的前体，易于在加热时蒸发，从而产生强烈的气味。几个小时后抽取的组织中蛋氨酸的含量迅速下降。
一个令人惊讶的发现是，从花苞样本中检测到的另一种氨基酸的数量增加，它为生成与腐烂动物相关的腐胺提供了前体。
这项研究标志着解码尸花气味的分子奥秘的开创性努力，揭示了泰坦庵如何调节其温度以及花朵聚集不同部分在产生吸引授粉者的臭味中扮演的具体角色。
Schaller表示，Morphy仍然保留着许多秘密，他将注意力转向揭示触发开花的因素，并调查植物是否可以相互协调开花，以增强气味，进一步吸引授粉者。
