對(duì)棉花中含有棉酚的腺體進(jìn)行操作可以提高植物的天然防御能力

根據(jù)德克薩斯A&M農(nóng)業(yè)生物研究所大學(xué)站的生物技術(shù)專家的說法，由于更大的腺體密度以及葉子中更多的棉酚，具有更強(qiáng)自然防御能力的棉花植物的開發(fā)很快就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。德克薩斯A&M大學(xué)植物基因組學(xué)和生物技術(shù)研究所AgriLife研究植物生物技術(shù)專家Keerti Rathore博士說，棉花的種子和其他部分都含有含有毒性萜類化合物的黑色腺體，如棉酚，可以保護(hù)植物免受害蟲和病原體侵害。

Rathore和他的團(tuán)隊(duì)比較了來自棉花和突變無腺植物的胚胎中的RNA產(chǎn)生。他說，這些分析導(dǎo)致了三個(gè)在腺體形成中起關(guān)鍵作用的基因的鑒定。這項(xiàng)研究“調(diào)控棉花植物腺體發(fā)育的基因”已在“ 植物生物技術(shù)期刊 ”網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表。該團(tuán)隊(duì)使用病毒誘導(dǎo)的基因沉默和CRISPR介導(dǎo)的基因敲除來減少/消除植物中的腺體，從而驗(yàn)證基因的功能。

Rathore的實(shí)驗(yàn)室最近宣布開發(fā)和放松對(duì)不含棉酚的棉籽 - 超低棉酚棉籽或ULGCS的控制 - 這可能是更高效的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種和家禽甚至是人類食品的新蛋白質(zhì)來源。然而，在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的世界中，同樣重要的是增強(qiáng)這些基因表達(dá)以增加葉子和花組織中腺體數(shù)量的有趣可能性。這將有助于提高這些地區(qū)的棉酚產(chǎn)量，并加強(qiáng)植物的自然防御能力。

“越來越需要這種針對(duì)害蟲的天然防御機(jī)制，因?yàn)樵絹碓蕉嗟睦ハx物種正在發(fā)展對(duì)各種形式的Bt棉的抗性，”Rathore說。他說，這項(xiàng)持續(xù)研究的結(jié)果“是一項(xiàng)非常重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，也具有一定的歷史意義。”

拉索爾解釋說，在20世紀(jì)50年代，一位棉花育種者發(fā)現(xiàn)了一種突變的棉花植物，該植物沒有由亞利桑那州霍皮人部落的美國(guó)本土種植的腺體。這些棉花植物是無腺體的原始來源，因此是不含棉酚的棉籽。“使用這些進(jìn)行了許多人類營(yíng)養(yǎng)和動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)，包括德克薩斯A&M的一些試驗(yàn)，”他說。“然而，這些植物在田間的表現(xiàn)并不好，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈γ薹犹峁┑谋Ｗo(hù)。”

他解釋說，這是他的超低棉酚棉籽工作證明有用的時(shí)候。

“我們只選擇從種子中消除棉酚，”拉索爾說。“現(xiàn)在，在最近的這篇論文中，我們首次準(zhǔn)確地展示了這種Hopi棉花中有缺陷的基因和突變的性質(zhì)。盡管育種者在過去的64年中已經(jīng)知道了霍皮棉，但沒有人知道使植物不受腺體影響的突變的確切性質(zhì)。“

這些基因的序列現(xiàn)在為Rathore和其他研究人員提供了一些工具，可用于從種子中選擇性地消除棉酚，并增加葉子和花卉部分中的腺體數(shù)量，從而增加棉酚水平，從而更好地幫助棉花植物保護(hù)自己免受害蟲侵害。

“為了提供類比，我們的ULGCS特性類似于iPhone 4，而這一發(fā)現(xiàn)代表了可用于創(chuàng)建iPhone 10的技術(shù)，”他說。

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