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划分根源揭示植物如何分支出水

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-12浏览次数:1556

新研究发现植物根系如何感知土壤中水的可用性,然后调整其形状以优化水的获取。

这一发现使作物能够更好地适应气候条件的变化,例如水资源短缺,并有助于确保未来的粮食安全。

发表在“科学”杂志上的研究结果描述了诺丁汉大学与达勒姆大学合作发现的一种新的分子机制,该机制主要由BBSRC联合奖项资助。

根是植物从土壤中获取水和可溶性养分所必需的。水对植物生长至关重要,但气候条件的变化使得从土壤中获取水更具挑战性。植物可以通过改变它们的根结构来适应不同的土壤湿度条件,但到目前为止,它们还没有理解它是如何完成的。

只有在与土壤湿度直接接触时才会形成根分支,使用称为“水交替”的自适应响应。诺丁汉大学的Malcolm Bennett教授和杜伦大学生物科学系的Ari Sadanandom教授发现,水合模式是由一种叫做ARF7的分支基因控制的。他们的团队观察到缺乏ARF7的植物根不再能够携带水生植物。研究人员得出结论,当根系暴露于水分时,ARF7仍保持活性并促进根分枝,但当暴露于空气中时,ARF7被修饰并失活以阻断根分枝。

Sadanandom教授解释说:“植物相对不动,因此它们的生长和发育在很大程度上取决于它们的环境。我们的研究已经确定了可以修饰甚至灭活根分支的特定蛋白质,从而限制了植物的生长和发育。

“这非常令人兴奋,因为它开启了我们可以调节这种蛋白质相互作用的可能性,并且可能开发出即使在水资源短缺等具有挑战性的条件下也能继续发芽的植物。”

Bennett教授总结道:“水对于植物生长,发育和最终生存至关重要。令人惊讶的是,了解植物如何看待水的可用性只会让科学家们气馁。通过研究植物根系是如何基于水的,可用性改变了它的分支,我们发现了一种新的分子机制,代表了向前迈出的重要一步,为育种者开发更适应气候变化的新作物开辟了道路,有助于实现全球化食品安全。 “

粮食安全是一个紧迫的全球问题。到2050年,作物产量必须翻番才能跟上全球人口增长的步伐。考虑到气候变化对供水的影响以及减少化肥投入以使农业更具环境可持续性,这一目标更具挑战性。在这两种情况下,开发具有改善的水和营养吸收效率的作物将提供解决方案。