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基因調節劑允許植物在干旱后補液

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-21瀏覽次數:1224

日本里肯可持續資源科學中心的科學家發現,Nga1蛋白對于植物對脫水的正常反應是必不可少的。這項發表在《美國國家科學院院院刊》上的研究表明,Nga1如何控制一個關鍵基因的轉錄,最終使植物在干旱期后存活下來。想象一下,當你忘記給植物澆水一兩周后會發生什么。通常情況下,再次給他們水后,他們仍然會很好。這看起來很簡單,但實際上是一個復雜的生物過程,它依賴于一種叫做ABA的植物激素。為了成功地進行再水化,ABA必須在脫水的早期階段積累,然后通過關閉植物葉片的毛孔來防止水分流失。

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盡管科學家們對ABA及其影響了解很多,但他們對ABA如何在脫水壓力下開始積累并不了解。首席科學家佐藤(hikaruSato)和他的團隊篩選了1670個轉基因植物系的圖書館,并進行了一系列實驗來解決這個問題。團隊使用的篩選方法有些獨特。正如Sato解釋的那樣,“我們使用了一個利用嵌合體抑制消聲技術創建的植物庫。這種特殊的技術被用來鑒定植物遺傳學中的新轉錄因子,“尋找具有ABA缺陷的相似特性的植物突變體,他們發現了一種植物系,其中NGA和嵌合抑制區的過度表達導致NCED3酶水平的降低。我在脫水壓力下。這是非常有希望的,因為植物需要NCED3來制造ABA,然后他們假設NGA是一種轉錄因子,控制NCED3的產生,并最終控制ABA的生物合成。

事實證明,有一整個NGA蛋白家族,研究小組已經證明它們都與NCED3基因區域結合,從而觸發其轉錄。但故事并不那么簡單。該團隊為NGA家族的每個成員創造了轉基因植物,并發現NGA蛋白天然存在于植物的不同部分,并在脫水脅迫期間表現出不同的表達模式。一些在根中表達,而另一些在葉中表達。 NGA表達的時間也在不同的行之間變化。這意味著所有這些都不太可能以同樣的方式對干旱壓力做出反應。為了確定哪種NGA蛋白質對于天然ABA合成是重要的,他們為每種蛋白質創建了敲除突變體。當有水時,所有植物都能正常生長。在扣留水直至植物枯萎后,NGA1突變體保持干燥并且不能通過再水化復蘇。所有其他突變體都可以再水化。提高耐旱性是植物科學家的首要任務。 “一些研究表明,增加ABA水平可以增加植物的耐旱性,”佐藤指出。 “我們發現NGA1是ABA生物合成所必需的,因此可能有助于開發增加干旱脅迫耐受性的新方法。”當然,所有實驗都會帶來更多問題。佐藤和他的團隊的下一步是找出干旱壓力如何導致NGA1水平的增加。

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