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科学家发现调控植物耐洪能力分子机制

[日期:2011-11-02] 来源:科技日报  作者:佚名 [字体: ]

        据美国物理学家组织网10月24日(北京时间)报道,美国和英国科学家在10月23日的《自然》杂志网络版上撰文指出,他们已经发现了植物如何感觉低氧水平,从而采取“自救”措施从洪灾中存活下来的分子机制。最新发现可能导致科学家们研制出产量高、耐洪灾的农作物。

       该研究的合作者、英国诺丁汉大学农学院教授迈克尔·霍尔兹沃斯解释说,这种名为“感氧蛋白转换”的分子机制,能够控制关键调节蛋白(即转录因子,能打开和关闭其他基因)。氧气水平正常时,这些蛋白会变得不稳定,遭到破坏;但当氧气水平降低时,这些蛋白会变得稳定。这种稳定性会导致植物的基因表达和新陈代谢机制出现变异,增加其在洪水导致的低氧环境下的存活几率。

       该研究的主要作者、加州大学河滨分校植物学教授朱丽亚·贝莉-瑟瑞斯2003年以来一直在研究调控水稻耐淹能力的细胞机制,发现了一种仅在印度和斯里兰卡一些产量较低的水稻品种中存在的为水稻完全耐淹能力负责的基因——SUB1A,并将这种基因添加到高级水稻品种中,让这些高级水稻能在季风雨季完全被水淹没的情况下存活两周甚至更长时间。

       贝莉-瑟瑞斯认为,这种蛋白转换机制在正常氧气水平下不会产生影响,只会对洪水淹没的缺氧稻谷等农作物发挥作用。当植物被淹没时,积聚在细胞内的乙烯气体会打开这种SUB1A基因,让遭受洪水淹没的植物更好地生长。

       近年来,巴基斯坦、孟加拉国、美国、英国的部分地区遭遇到的大洪灾让农业损失惨重。长时间遭遇洪水浸泡的农作物因缺乏氧气而无法存活下来,产量急遽减少,提高农作物的耐洪能力成为保障食品安全的关键。科学家们希望,在未来10年这种蛋白转换机制能够很容易操控。

 

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