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促進植物生長和提高作物產量的新發現

閱讀:532發布時間:2014-2-11

 

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植物在面臨不利條件時,如缺水或土壤的高鹽含量,為了節約能源,它們會自然地減緩生長,甚至*停止生長,來應對不利條件。植物通過制造抑制其生長的蛋白質來做到這一切。當植物產生一種激素——稱為赤霉素(可分解抑制生長的蛋白質)時,這個過程就會被逆轉。

對農民來說,生長抑制可能是個問題,因為當植物的生長受到限制時,其產量就會下降。由杜倫作物改良技術中心帶領的研究團隊,包括英國諾丁漢大學、洛桑研究所和華威大學的專家們發現,植物具有無需依賴赤霉素、調節自身生長的自然能力,尤其是在受到環境脅迫的時候。

他們發現,植物能夠產生一種修飾蛋白,稱為小泛素樣修飾物(Small Ubiquitin-like Modifier,SUMO),能夠與生長抑制蛋白相互作用。研究人員認為,通過修改修飾蛋白和抑制蛋白之間的相互作用,他們可以去除植物生長中的“阻礙”, 即使在植物遭受壓力時,也能帶來更高的產量。蛋白質之間的相互作用,可以通過很多方式被修改,包括傳統的植物育種方法和生物技術。

這項研究是在擬南芥Arabidopsis thaliana中進行的,擬南芥是一種十字花科植物,廣泛用于植物遺傳學、發育生物學和分子生物學的研究,已經成為一種典型的模式植物,它自然生長在歐洲和亞洲中部的大部分地區,但是科學家們稱,他們發現的這種機制,也存在于例如大麥、玉米、水稻和小麥這樣的作物中。

Sadanandom博士說:“我們發現的是,植物中存在一種分子機制,能夠在不斷變化的環境條件下,使抑制生長的特定蛋白水平保持穩定。”

“這一機制無需依賴赤霉素,就能夠起作用,這意味著我們可以利用這種新的認識,發展一種即使在壓力情況下也能促進植物生長的新方法。”

“如果你是田野中的一位農民,那么你就不希望每當遇到不利條件時,你的小麥就停止生長。”

“假如,即使當面對不利的條件時,我們也能夠促使作物保持生長,那么,這將帶給我們更高的產量,可以持續增強糧食的生產,滿足地球上有限的資源的需求。”


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