植物无法在资源变得稀缺时更换生长地点,只能通过对环境因素做出响应以实现自身生长的有效调节。干旱是抑制植物生长、造成作物减产的最主要因素,深入了解植物的干旱响应机制对于农业至关重要。来自根特大学(Ghent University)和VIB生命科学研究中心的科研人员,对植物如何适应水分限制条件提出了重要见解,为高产抗旱型作物的先进育种和基因工程提供了指导。该研究成果刊登在权威学术期刊《植物细胞》(Plant Cell)上。
科学家预测,气候变化将带来以干旱为主要表现形式的广泛农业问题,尤其在缺乏新鲜水源和灌溉设施的情况下问题更是频发,最终可能会导致极度的粮食短缺。可见,从基因层面找到帮助作物抗旱的新方法尤其重要。但在此之前,科学家们需要进一步了解干旱条件下控制植物生长速率的基因。
干旱条件下,有些植物生长受到抑制,有些则能正常生长。为深入了解这些生长调控基因及其遗传过程,研究人员将100种拟南芥模式植物置于轻度干旱条件下,对其遗传变异性进行细胞分析和分子分析。
结果显示100份拟南芥材料的抗旱性存在着极大差异:有些发育不良,另一些则正常生长。这一大规模研究使我们能够精确识别出在植物抵御干旱的防御机制中发挥关键作用的基因类别。尽管不同拟南芥材料对干旱的响应差异巨大,但在分子层面上,仅有少数基因在全部100种拟南芥中都受到了影响,这些基因便是植物干旱防御反应的核心。下一阶段将不局限于模式生物,也会在玉米等重要农业经济作物中对识别出的基因进行功能检测和分类研究。
(编译 徐倩)