科技日報多倫多10月14日電 (記者馮衛東)加拿大卡爾加里大學領導的一個國際研究小組,在最新一期美國《國家科學院學報》上發表論文稱,他們發現了一個遺傳增強的植物基因調控網絡,可防止油菜作物在成熟時產生“綠色種子”。
“種子綠化”是一個長期困擾農(nong)業界的(de)問題,僅在北美地區(qu)每年造成的(de)損失就接近1.5億美元。
卡爾(er)加里大(da)學生(sheng)物科學系助理教授塞(sai)繆(mou)爾(er)稱,全加拿大(da)油(you)料作(zuo)物的年(nian)產值為150億美元。但每年(nian)油(you)菜籽成(cheng)熟期間,不可預知的輕度霜凍會損(sun)害作(zuo)物品質,并造(zao)成(cheng)嚴重損(sun)失。
霜(shuang)凍雖(sui)不會(hui)(hui)殺死植物,但它會(hui)(hui)在(zai)種(zhong)子(zi)中(zhong)“固化”綠色(se)(se)。發生在(zai)零(ling)下2℃至0℃的(de)(de)非致(zhi)命(ming)性(xing)霜(shuang)凍,可在(zai)成(cheng)(cheng)熟(shu)的(de)(de)油(you)菜籽中(zhong)造成(cheng)(cheng)高達20%的(de)(de)綠色(se)(se)種(zhong)子(zi),而(er)成(cheng)(cheng)熟(shu)的(de)(de)正常種(zhong)子(zi)應(ying)為棕色(se)(se)或黑色(se)(se)。成(cheng)(cheng)熟(shu)種(zhong)子(zi)中(zhong)葉綠素(su)的(de)(de)存(cun)在(zai)會(hui)(hui)影響油(you)料(liao)的(de)(de)質量,產生令人不快的(de)(de)味道和氣味,并縮短(duan)油(you)料(liao)的(de)(de)保質期。
研(yan)究人員對擬(ni)南(nan)芥(jie)的(de)去(qu)綠(lv)化過程進(jin)行了(le)研(yan)究。擬(ni)南(nan)芥(jie)是研(yan)究人員常用的(de)植(zhi)物(wu)模型,其與油菜作物(wu)具有十分(fen)(fen)緊密的(de)親緣性。研(yan)究人員對產生綠(lv)色成熟(shu)(shu)種子的(de)擬(ni)南(nan)芥(jie)“突變”植(zhi)株進(jin)行了(le)遺傳分(fen)(fen)析,并(bing)找到了(le)種子發育及在種子成熟(shu)(shu)過程中去(qu)除葉綠(lv)素所需的(de)通路。
研究人員發現,調節基因(yin)表(biao)達(da)的(de)(de)(de)蛋白(bai)ABI3是使種(zhong)子去綠(lv)化的(de)(de)(de)關鍵。ABI3可調控一個葉綠(lv)素退化相關基因(yin)的(de)(de)(de)表(biao)達(da),并(bing)產生與綠(lv)色(se)相對應的(de)(de)(de)黃色(se)。他們還(huan)發現,即便經(jing)過嚴寒處理,擬南芥中的(de)(de)(de)ABI3高表(biao)達(da)可使正常去綠(lv)化的(de)(de)(de)種(zhong)子形成成熟的(de)(de)(de)棕黑(hei)色(se)種(zhong)子。這也(ye)意味著,ABI3過度表(biao)達(da)可使植物更好地抵御(yu)嚴寒。
塞繆爾表示,鑒于擬南芥與油菜籽之間的相似性,很容易從油菜籽中分離出相同基因,并使用轉基因技術創建出一(yi)種(zhong)既可抵御嚴(yan)寒、又能產生成熟的(de)(de)棕黑(hei)色種(zhong)子的(de)(de)油(you)菜(cai)(cai)新品(pin)種(zhong)。實驗測試證明(ming),油(you)菜(cai)(cai)籽中(zhong)的(de)(de)基因工作方(fang)式與擬南(nan)芥(jie)完全相(xiang)同。(來(lai)源:科技日報)













