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中美科學(xué)家揭開雜交植物優(yōu)勢之謎
[日期:2008-11-26]  來源:科學(xué)網(wǎng)  作者:   發(fā)表評論(0)打印



  中美科學(xué)家近日研究發(fā)現(xiàn),雜交植物比其親本生長更大更好的原因在于,它們負(fù)責(zé)光合作用和淀粉代謝的基因在白天要更為活躍。這一發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將具有重要的意義。相關(guān)論文11月23日在線發(fā)表于《自然》(Nature)雜志上。

  科學(xué)家早已知道,諸如雜交玉米等雜交植物比它們的親本更為健壯,產(chǎn)量更高,種子更大。在多倍體植物中也具有類似的現(xiàn)象,超過70%的開花植物都是天然的多倍體。然而,科學(xué)家一直未能理解其中的分子機(jī)制。

  在最新的研究中,美國德州大學(xué)的JeffreyChen和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)合作者利用擬南芥研究發(fā)現(xiàn),在雜交植物和多倍體植物中,與光合作用和淀粉代謝有關(guān)的基因的表達(dá)得到了增加,在白天的時候,表達(dá)量是其親本的好幾倍。雜交植物和多倍體植物表現(xiàn)出更多的光合作用、綠素和淀粉積聚,所有這些導(dǎo)致植株更加高大。

  在進(jìn)一步的研究中,研究人員在雜交植物和多倍體植物中發(fā)現(xiàn)了生理時鐘調(diào)節(jié)子和生長勢(growthvigor)之間的直接聯(lián)系。生理時鐘控制著植物和動物的生長、代謝和適切性。研究人員發(fā)現(xiàn),在白天的時候,雜交植物和多倍體植物中的一些調(diào)節(jié)子——轉(zhuǎn)錄抑制子被更多地抑制,導(dǎo)致光合作用和淀粉積聚增加。

  Chen說:“在此次發(fā)現(xiàn)之前,沒人真正知道雜交和多倍性怎樣增加生長勢,這肯定不是這種現(xiàn)象背后的唯一機(jī)制,但它是一個巨大的進(jìn)步!

  他表示,利用這一發(fā)現(xiàn),他們現(xiàn)在可以開發(fā)基因組和生物技術(shù)工具,以發(fā)現(xiàn)和培育更好的雜交和多倍體植物。他說:“我們可以考慮在親本中篩選這些基因,并選擇一些來培育最好的雜交種。這可以通過傳統(tǒng)的培養(yǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn),并將在提高燃料作物和糧食作物產(chǎn)量方面產(chǎn)生巨大影響!

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