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科技 科学家发现新化学物质 可催动休眠种子在高温环境下的生长发育

本帖由 漂亮的石头2021-09-27 发布。版面名称:新闻聚焦

  1. 漂亮的石头

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    植物具有感知干旱的能力,能够在困难条件下释放一种激素,以帮助自身保持水分。不过近日,加州大学河滨分校带领的一支研究团队指出 —— 在一种新发现的化学物质的刺激下,也可诱导原本处于休眠状态的种子被激活。据悉,在全球变暖的情况下,炎热地区的农作物产量会受到极大影响,但我们或可利用这种化学物质(Antabactin)来催动幼苗发芽。

    [​IMG]

    (图自:Pxfule.com,via UCR)​

    在发表于美国国家科学院院刊(PNAS)的一篇文章中,来自加州大学河滨分校的项目科学家兼研究作者 Aditya Vaidya 表示:


    若拦住 ABA 激素,便可破坏植物中用于阻止种子萌发的化学途径。实验表明,Antabactin 就可以起到这样的作用,从而让休眠的种子再次发芽。

    据悉,这项工作基于该团队打造的一种化学物质的基础上,特点是能够模拟植物在应对干旱胁迫时产生的 ABA 激素的作用。


    Opabactin 可以减缓植物的生长,它的作用是诱导植物关闭叶子和茎上的小孔来防止水分流失。,因而有助于节约水分,保持种子不会枯萎。

    接下来,UCR 团队希望找到一种具有相反作用的分子 —— 让种子打开毛孔,促进植物的发芽与生长。

    [​IMG]

    红外下,经 ANT 处理的小麦 / 番茄植物增强了它们的蒸腾作用(蓝色区域)。​

    研究合著者、该校植物细胞生物学教授 Sean Cutler 补充道:“对于农民来说,加速或减缓植物生长的技术都至关重要。而我们的新研究,就致力于如何科学管理这两项需求”。

    Sean Culter 表示:“为了找到 Opabactin 的对立面,Aditya Vaidya 遍历了 4000 多种衍生物,并最终幸运地在大海中捞到了一枚针。这种化合物不仅能够阻断 ABA 受体,而且效果非常显著”。


    在题为《Click-to-lead design of a picomolar ABA receptor antagonist with potent activity invivo》的论文中,团队成员指出 ——

    Antabactin 能够对大麦和番茄种子起到加速其发芽的效果,且该化学物质能够与 Opabactin 协同工作,帮助作物在日渐干燥和炎热的世界中茁壮成长。

    一旦 Antabactin 帮助种子发育成健康的植物,农民就可在生长早期通过喷洒 Opabactin 来节约用水,以便植物在开花时积蓄到足够的水分。Vaidya 声称:


    这就像是女性在孕期需要更高水平的营养一样,植物在开花和即将结果时,对水分与营养的需求也更高 —— 对于大多数作物(尤其玉米和小麦等经济作物)来说也是如此。

    最后,研究团队将继续研究 ABA 针对其它植物物种的休眠唤醒效果,以及 Antabactin 能否作为一种化学工具,在不限制水的温室环境中促进植物的生长。
     
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