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发现是创造耐热作物的关键

到2050年,全球变暖可能使农作物减产三分之一。加州大学河滨分校的研究人员已经鉴定出一种基因,可以将该精灵重新装进瓶子里。

温暖的温度向植物发出夏天即将来临的信号。预期水分减少,它们早开花,然后缺乏产生更多种子的能量,因此农作物产量较低。这是有问题的,因为预计世界人口将激增至100亿,而食物却少得多。

UCR植物学和植物科学教授Meng Chen说:“我们需要能够承受较高温度,更长的开花时间和更长的生长期的植物。” “但是,为了能够改变植物的温度响应,您首先必须了解它们的工作原理。因此,这就是为什么鉴定能够实现热响应的基因如此重要的原因。”

Chen和他的同事为揭示热敏基因所做的工作本周发表在《自然通讯》杂志上。这是他们发现与温度感应有关的第二个基因。

两年前,他们找到了第一个基因,叫做HEMERA。然后,他们进行了一项实验,以查看是否可以识别出与控制温度感应过程有关的其他基因。

通常,植物对甚至几度的天气变化也有反应。在该实验中,研究小组从完全对温度不敏感的突变拟南芥植物开始,他们对其进行了改良,使其再次具有反应性。

检查该两次突变植物的基因后发现了新基因RCB,其产物与HEMERA密切配合以稳定热敏功能。陈说:“如果你敲除任何一个基因,你的植物就不再对温度敏感。”

HEMERA和RCB都需要调节一组具有多种功能的主基因调节子的数量,这些主调节子对温度和光线都起反应,并使植物变绿。这些蛋白质分布在植物细胞的两个不同部分,即细胞核和称为叶绿体的细胞器。

Chen表示,展望未来,他的实验室将致力于了解细胞的这两个部分如何沟通和协同工作,以实现生长,绿化,开花和其他功能。

“当您改变光照或温度时,细胞核和叶绿体中的基因都会改变它们的表达。我们认为HEMERA和RCB参与了这两个细胞区室之间的基因表达协调,” Chen说。

最终,目标是能够修改温度响应,以确保我们未来的食品供应。

陈说:“我们很高兴找到第二个基因。” “这是一个新的难题。一旦我们了解了所有工作原理,便可以对其进行修改,并帮助农作物更好地应对气候变化。”

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