科學家發現植物抗旱新技術
中科院上海植物逆境生物學研究中心朱健康課題組、中科院上海藥物研究所徐華強課題組和中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員許永在最新研究中,共同發現了脫落酸受體激動劑AM1,為農業生產中的節水抗旱提供了新思路。相關研究日前發表在《細胞研究》上。
盡管傳統的抗旱育種取得了一定成效,但由于在目標物種中缺少合適的遺傳變異,所以節水抗旱作物品種的育種效率一直不高。此外,植物的抗旱機理復雜,涉及多基因的協同控制,并且還受到如干旱發生時機等環境因素的影響,所以利用基因工程方法提高作物抗旱性存在較大難度,加之公眾對轉基因食品的使用尚存疑慮,所以該項技術的進一步應用存在很大阻礙。
脫落酸是應對環境脅迫的主要植物激素,可以促進葉片氣孔關閉以減少水分蒸發,從而幫助植物有效應對干旱的威脅。借助于模式植物擬南芥的PYR1蛋白,研究人員從人工合成的小分子化合物庫中篩選得到PYR1受體的激動劑AM1。AM1可以通過激活擬南芥中的多個脫落酸受體來模擬天然脫落酸的作用。與天然脫落酸相比,AM1結構簡單且不存在旋光異構體、易于合成和純化、成本更低,且AM1的生理活性較之前發現的脫落酸類似物Pyrabactin高出一個數量級,在種子萌發和營養生長等多個生理階段均可發揮作用。
專家認為,與傳統的轉基因作物相比,AM1的使用更加靈活,在意外遭受干旱的農作物產區,可以通過在短期內持續噴施AM1來提高作物的存活率,在旱季結束后即可停止施用。因此,AM1在農業生產領域具有極大的應用潛力和市場價值。
編輯:zhufei
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