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基因调节剂允许植物在干旱后补液

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-21浏览次数:1224

日本里肯可持续资源科学中心的科学家发现,Nga1蛋白对于植物对脱水的正常反应是必不可少的。这项发表在《美国国家科学院院院刊》上的研究表明,Nga1如何控制一个关键基因的转录,最终使植物在干旱期后存活下来。想象一下,当你忘记给植物浇水一两周后会发生什么。通常情况下,再次给他们水后,他们仍然会很好。这看起来很简单,但实际上是一个复杂的生物过程,它依赖于一种叫做ABA的植物激素。为了成功地进行再水化,ABA必须在脱水的早期阶段积累,然后通过关闭植物叶片的毛孔来防止水分流失。

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尽管科学家们对ABA及其影响了解很多,但他们对ABA如何在脱水压力下开始积累并不了解。首席科学家佐藤(hikaruSato)和他的团队筛选了1670个转基因植物系的图书馆,并进行了一系列实验来解决这个问题。团队使用的筛选方法有些独特。正如Sato解释的那样,“我们使用了一个利用嵌合体抑制消声技术创建的植物库。这种特殊的技术被用来鉴定植物遗传学中的新转录因子,“寻找具有ABA缺陷的相似特性的植物突变体,他们发现了一种植物系,其中NGA和嵌合抑制区的过度表达导致NCED3酶水平的降低。我在脱水压力下。这是非常有希望的,因为植物需要NCED3来制造ABA,然后他们假设NGA是一种转录因子,控制NCED3的产生,并最终控制ABA的生物合成。

事实证明,有一整个NGA蛋白家族,研究小组已经证明它们都与NCED3基因区域结合,从而触发其转录。但故事并不那么简单。该团队为NGA家族的每个成员创造了转基因植物,并发现NGA蛋白天然存在于植物的不同部分,并在脱水胁迫期间表现出不同的表达模式。一些在根中表达,而另一些在叶中表达。 NGA表达的时间也在不同的行之间变化。这意味着所有这些都不太可能以同样的方式对干旱压力做出反应。为了确定哪种NGA蛋白质对于天然ABA合成是重要的,他们为每种蛋白质创建了敲除突变体。当有水时,所有植物都能正常生长。在扣留水直至植物枯萎后,NGA1突变体保持干燥并且不能通过再水化复苏。所有其他突变体都可以再水化。提高耐旱性是植物科学家的首要任务。 “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。 “我们发现NGA1是ABA生物合成所必需的,因此可能有助于开发增加干旱胁迫耐受性的新方法。”当然,所有实验都会带来更多问题。佐藤和他的团队的下一步是找出干旱压力如何导致NGA1水平的增加。