文章僅限註冊會員閱讀
close

熱帶水果的耐旱秘訣,藏在基因中

0

過去科學家始終還無法一窺堂奧的沙漠植物的耐旱秘訣,最近一項由中國與美國科學家組成的跨國研究團隊發表於「自然遺傳學」(Nature Genetics)的最新研究成果,找到其中的奧秘了。

這項跨國研究以兩種栽培品種鳳梨的基因組序列為基礎,加入野生種鳳梨後重新測序為超過100種的新混種,再將之與既有物種比較,因此更進一步地了解鳳梨的生物特性。此研究洞悉鳳梨的基因與遺傳路徑,發現相較於其他植物的C3光合作用,鳳梨能進行一種稱為景天酸代謝(crassulacean acid metabolism, CAM)的獨特節水型光合作用,該種光合作用能調節鳳梨的生理時鐘,使植物在白天關閉葉子毛孔,在夜間才打開。 這有助於在炎熱,乾燥氣候下的植物,減少白天水分透過葉子流失的機會,使其在乾燥地區比一般熱帶作物減少20到80%的水分流失。這是科學家首次發現景天酸代謝光合作用基因的調節元件和生理時鐘調節之間的關聯。

pineapple

這項研究不僅通過比較鳳梨基因組回顧過去10億年間鳳梨演化的脈絡,更透過與大米,高粱和其他植物基因序列的比較,了解到所有植物都包含行使CAM光合作用所需的基因,而繁衍出CAM的基因變異,可從已經存在的基因途徑進行改造即可。
對於越來越嚴峻的全球變遷氣候來說,這項研究無異指點出一盞明燈,提供了關於CAM基因組序的第一個詳盡分析,在未來可以此為基礎設計讓其他作物具有耐旱性,甚至可設計讓行C3光合作用的作物,像是稻米與小麥,進行CAM光合作用,產生新品種的耐旱作物。

參考文獻 http://www.nature.com/ng/journal/v47/n12/full/ng.3435.html
Bartholomew, D.P., Paull, R.E. & Rohrbach, K.G. The Pineapple: Botany, Production, and Uses (CABI, 2002).

Share.

Leave A Reply