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劃分根源揭示植物如何分支出水

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-12瀏覽次數:1556

新研究發現植物根系如何感知土壤中水的可用性,然后調整其形狀以優化水的獲取。

這一發現使作物能夠更好地適應氣候條件的變化,例如水資源短缺,并有助于確保未來的糧食安全。

發表在“科學”雜志上的研究結果描述了諾丁漢大學與達勒姆大學合作發現的一種新的分子機制,該機制主要由BBSRC聯合獎項資助。

根是植物從土壤中獲取水和可溶性養分所必需的。水對植物生長至關重要,但氣候條件的變化使得從土壤中獲取水更具挑戰性。植物可以通過改變它們的根結構來適應不同的土壤濕度條件,但到目前為止,它們還沒有理解它是如何完成的。

只有在與土壤濕度直接接觸時才會形成根分支,使用稱為“水交替”的自適應響應。諾丁漢大學的Malcolm Bennett教授和杜倫大學生物科學系的Ari Sadanandom教授發現,水合模式是由一種叫做ARF7的分支基因控制的。他們的團隊觀察到缺乏ARF7的植物根不再能夠攜帶水生植物。研究人員得出結論,當根系暴露于水分時,ARF7仍保持活性并促進根分枝,但當暴露于空氣中時,ARF7被修飾并失活以阻斷根分枝。

Sadanandom教授解釋說:“植物相對不動,因此它們的生長和發育在很大程度上取決于它們的環境。我們的研究已經確定了可以修飾甚至滅活根分支的特定蛋白質,從而限制了植物的生長和發育。

“這非常令人興奮,因為它開啟了我們可以調節這種蛋白質相互作用的可能性,并且可能開發出即使在水資源短缺等具有挑戰性的條件下也能繼續發芽的植物。”

Bennett教授總結道:“水對于植物生長,發育和最終生存至關重要。令人驚訝的是,了解植物如何看待水的可用性只會讓科學家們氣餒。通過研究植物根系是如何基于水的,可用性改變了它的分支,我們發現了一種新的分子機制,代表了向前邁出的重要一步,為育種者開發更適應氣候變化的新作物開辟了道路,有助于實現全球化食品安全。 “

糧食安全是一個緊迫的全球問題。到2050年,作物產量必須翻番才能跟上全球人口增長的步伐。考慮到氣候變化對供水的影響以及減少化肥投入以使農業更具環境可持續性,這一目標更具挑戰性。在這兩種情況下,開發具有改善的水和營養吸收效率的作物將提供解決方案。

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