日本理化學(xué)研究所的一個(gè)研究小組近日發(fā)現(xiàn),施加乙酸可增強(qiáng)植物耐干旱的能力,并揭示了其中的機(jī)理。迄今為止,主流方法是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)來培育耐旱植物,這項(xiàng)新成果有望帶來簡(jiǎn)單、廉價(jià)的農(nóng)業(yè)技術(shù),從而可不依賴轉(zhuǎn)基因來減輕干旱災(zāi)害的影響。
隨著氣候不斷變化,在世界范圍內(nèi)突發(fā)的干旱,對(duì)玉米和小麥等農(nóng)作物產(chǎn)量影響極大,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致土地沙漠化等問題。但培植轉(zhuǎn)基因耐旱植物不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還需投入大量資金,因此,科學(xué)家一直希望能開發(fā)出更簡(jiǎn)單、成本更低的植物抗旱技術(shù)。
研究小組發(fā)表在近期出版的《自然·植物》雜志電子版上報(bào)告稱,他們將模型植物擬南芥進(jìn)行干燥處理后觀察其內(nèi)部代謝變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),植物在干燥時(shí),不僅維持生命能量的代謝途徑糖酵解被強(qiáng)烈抑制,乙酸的合成量也異常增加。乙酸也稱醋酸,是從糖酵解的中間代謝產(chǎn)物丙酮酸生物合成而來。
研究小組發(fā)現(xiàn),這一代謝變化是表觀遺傳調(diào)控因子HDA6蛋白質(zhì)起到開關(guān)作用,直接控制著乙酸合成基因。研究表明,從外部給予乙酸,擬南芥的耐旱性增強(qiáng),并且,科學(xué)家們?cè)谒?、玉米、小麥和菜籽等農(nóng)作物上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也獲得了同樣的結(jié)果。
為明確乙酸的作用機(jī)理,研究小組調(diào)查了施加乙酸時(shí)擬南芥發(fā)生的變化情況。結(jié)果表明,施加乙酸可以促進(jìn)植物激素茉莉酸的合成。茉莉酸可以提高植物抗性。他們今后將對(duì)更多重要基因及植物的環(huán)境刺激記憶機(jī)理進(jìn)行研究。(記者 陳超)