如果你打开一个豌豆荚，你会发现里面的所有豌豆大小相同且间距一致。同样的情况也适用于公主豆、长豆和黄豆，以及其他各种豆类，甚至非豆类植物也是如此。这令人惊讶，因为不同品种之间的种子大小、数量和荚的大小差异很大。
来自德国、澳大利亚、日本、美国和意大利的研究团队，在海因里希-海涅大学杜塞尔多夫分校发育遗传学研究所的Rüdiger Simon教授的指导下，分析了这一现象背后的遗传机制。
研究团队使用了不同野生品种的拟南芥来研究胚珠（即在受精后形成种子的原基）的启动和荚的生长过程中的遗传过程。这些野生品种来自不同的地区。拟南芥或阿拉伯芥是生物学中使用的一种模式植物。Simon教授评论说：“个体种子之间会竞争营养。为了确保每个种子都能得到平等的供应并良好发育，种子在荚中尽可能均匀地分布在等距位置上至关重要。”
即使在不同的野生拟南芥品种之间，果实大小和种子数量也有很大差异。然而，研究人员还发现了一种统一的遗传机制，这种机制控制着种子在荚中的位置，不受温度等环境因素的影响。
研究团队确定，种子的形成由几个在精确位置上控制的信号通路控制。这些信号通路由EPFL家族的小分泌蛋白激活。这些肽通过ERECTA家族的受体在细胞表面被检测到。其中一种肽，EPFL2，在发育中的胚珠之间形成，它调整种子的间距。
如果这种肽不存在，研究人员发现间距不规则——这意味着相邻种子之间的营养竞争更激烈——甚至出现胚珠双生，这通常导致两个胚珠都无法完全发育。EPFL2和一种非常相似的肽，EPFL9，也控制着果实的发育。因此，种子的形成与荚的生长密切相关。
该研究的第一作者Nozomi Kawamoto博士强调了另一个方面：“我们确定负责相对荚大小和种子间距的相同信号物质和受体，也负责叶气孔的间距和锯齿状叶子的微结构。”植物使用气孔来调节与其环境的气体交换。Kawamoto博士正在Simon教授的研究所进行博士后研究，作为杜塞尔多夫植物科学卓越集群CEPLAS的一部分。