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我國研究人員發現促進植物抗旱作用的脫落酸類似物
作者:admin    發布于:2013-09-17 10:29:53    文字:【】【】【
 近日,中科院上海生命科學研究院上海植物逆境生物學研究中心、中科院上海藥物研究所、和中科院廣州生物醫藥與健康研究院的研究人員共同發現了脫落酸(Abscisic acid, ABA)受體激動劑AM1(ABA mimic 1)。AM1是一種具有脫落酸活性的小分子化合物,噴施于植物后可以降低葉片的失水速率,顯著提高植物在干旱環境下的成活率,這一新發現為農業生產中的節水抗旱提供了新思路。

近年來,我國旱災頻繁,受旱面積大。除西北長期缺水、華北旱災頻繁外,旱災在長江流域發生的頻率近年也有很大提高,日益嚴重的干旱更成為影響作物產量的首要環境因素。2010年以來,我國西南地區的持續干旱造成農作物的減產甚至絕收。2012年,美國50年不遇的大旱波及到30多個州的近2000個縣,造成玉米價格暴漲60%。這促使植物科學家們一直在尋找一種更加安全、有效的農業抗旱手段。

盡管傳統的抗旱育種取得了一定成效,但由于在目標物種中缺少合適的遺傳變異,所以節水抗旱作物品種的育種效率一直不高。此外,植物的抗旱機理復雜,涉及多基因的協同控制,并且還受到如干旱發生時機等環境因素的影響,所以利用基因工程方法提高作物抗旱性也存在較大難度,加之公眾對轉基因食品的使用尚存疑慮,所以該項技術的進一步應用存在很大阻礙。

脫落酸是應對環境脅迫的主要植物激素,可以促進葉片氣孔關閉以減少水分蒸發,從而幫助植物有效應對干旱的威脅。AM1可以通過激活擬南芥中的多個脫落酸受體來模擬天然脫落酸的作用,與天然脫落酸相比,此次發現的AM1結構簡單且不存在旋光異構體、易于合成和純化、成本更低,且AM1的生理活性較之前發現的脫落酸類似物Pyrabactin高出一個數量級,在種子萌發和營養生長等多個生理階段均可發揮作用。由于脫落酸受體的氨基酸序列在高等植物中非常保守,因此AM1無需進行改造即可同時應用于大面積、多種類的農作物。

與傳統的轉基因作物相比,AM1的使用更加靈活,在意外遭受干旱的農作物產區,可以通過在短期內持續噴施AM1來提高作物的存活率,在旱季結束后即可停止施用。上述優點使得AM1在農業生產領域具有極大的應用潛力和市場價值。 (來源:世界農化網)
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