菠萝“解密”有望助推抗旱作物培育

作者: 发布时间:2017-12-30 14:19:22 点击数:

 11月4日电研讨人员凭仗对菠萝基因组的测序,提示这种生果得以在缺水环境下生长的原因,期望有助抗旱作物品种的培育。

  这项研讨由美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校植物生物学教授明瑞光掌管,不只限于菠萝基因组及其特有光合作用机理,还触及与其他植物不同光合作用机理的比较。

  光合作用,是植物把太阳光线转化为化学能量的进程。只是,不同植物有着不同类型的光合作用机理。具体到菠萝,与香蕉和芦荟、仙人掌一样,光合作用机理相对特别,名为“景天酸代谢(CAM)”。

  别的两种光合作用机理,名为“碳3”和“碳4”,别离对应于小麦、水稻、大豆、烟草和棉花等植物以及玉米、甘蔗和高粱等植物。

  CAM植物与典型碳3植物比较,生长进程中用水量只需要后者的20%,所以可以在炽热、干旱的环境下生长。这一特性是研讨人员特别垂青的。

  研讨人员初次发现,就菠萝基因组而言,与CAM相关的一些基因接受昼夜节律钟基因调控,因而光合作用机制伴随昼夜不同而调整:白日,叶子上的气孔关闭,削减水分丢掉;晚上,气孔翻开,吸收并固定二氧化碳。

  依照明瑞光的解说,“这就造就了菠萝的耐性,可以抵御炽热和单调的气候,因为它的叶子白日很少丢掉水分”。

  菠萝最早6000多年前在现在归于巴西西南部和巴拉圭东北部的南美洲区域栽培,现已分散至逾越85个国家,算计年产值大约2500万吨,产值将近90亿美元。

  菠萝与一些禾本科植物,如水稻和高粱,在基因组层面上,开端有过一起的“祖先”,但各自履历屡次基因组倍增,也就是所谓“全基因组拷贝”,构成现在各自的性状。明瑞光及其研讨小组供认,菠萝有过两次全基因组拷贝。而从前研讨标明,禾本科有过三次全基因组拷贝。

  明瑞光因而断定,菠萝基因组是研讨谷类作物基因组的“最佳对照物”。

  认知不同的光合作用机理,比对不同作物的基因组构成,着眼点是培育抗旱植物新品种,特别是粮食类作物,以应对全球气候升温趋势。

  在最新一期英国《天然·遗传学》杂志宣告的论文中,研讨人员写道:“全球范围内,干旱是大都情况下导致作物减产的原因。所以,了解植物进化、得以在缺水环境下生计的机制,关于凭仗遗传工程方法赋予作物以耐旱功能而言至关重要。”

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