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      洪水干旱和疾病耐受一個基因來統(tǒng)治它們
      
			
      
				2019-04-25 11:10:59
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      哥本哈根大學，名古屋大學和西澳大利亞大學的研究人員之間的國際合作促成了植物生物學的突破。自2014年以來，研究人員一直致力于確定在水稻，小麥和幾種天然濕地植物中觀察到的改善的抗洪性的遺傳背景。在新植物學家中，研究人員描述了一種控制水稻表面特性的單一基因的發(fā)現(xiàn)，使葉子具有超疏水性。
      

      洪水干旱和疾病耐受一個基因來統(tǒng)治它們
      

      稱為LGF1的基因控制葉表面的納米結構。在洪水事件期間，該基因能夠使沉水稻存活，因為蠟納米結構保留了薄葉片氣膜;因此基因的名稱，LGF1。氣膜促進與洪水的氣體交換，從而可以在白天吸收二氧化碳，從而為水下光合作用提供燃料，并且可以在夜間提取氧氣。
      

      LGF1基因也具有耐旱性，因為微小的蠟晶可減少葉面蒸發(fā)，保護組織水分。
      

      超疏水表面在水下保留薄薄的氣膜，這使得氣孔在浸沒過程中也能發(fā)揮作用。氣孔調節(jié)白天對光合作用攝入的二氧化碳(二氧化碳)，以及在黑暗中攝取氧氣(氧氣)，實現(xiàn)有氧呼吸。沒有氣體保護層，洪水阻塞了氣孔，與環(huán)境的氣體交換受到很大限制;植物幾乎淹死了!
      

      “我們在受控的實驗室實驗和野外情況下都使用先進的微電極來揭示淹沒過程中葉片氣膜的好處，”哥本哈根大學生物系的Ole Pedersen教授說。
      

      長期影響仍然是一個難題
      

      “我們已經評估了水稻淹水過程中葉片氣體薄膜的重要性，在某些情況下，水稻在水面上和水面下都同樣生長 - 這只是因為水稻擁有LGF1基因，”Ole Pedersen繼續(xù)說道。
      

      這些發(fā)現(xiàn)的影響是巨大的。在世界范圍內，氣候變化已經導致洪水數(shù)量增加，為了在更加潮濕的未來維持糧食供應，世界需要能夠更好地容忍洪水的氣候智能作物。
      

      “然而，LGF1基因編碼的超疏水性葉片性質在淹水幾天后就會丟失;當葉子變濕時，植物開始淹死。因此，我們的研究現(xiàn)在集中于LGF1基因的過表達。過量表達應該用更多的蠟質水晶覆蓋葉子，這樣就可以為植物提供洪水事件。事實上它只受一個基因控制，這使得目標更加真實，“Ole Pedersen教授總結道。
      
			

			
        
      
			
      
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