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      植物如何擊敗熱量
      
			
      
				2019-04-11 15:12:26
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      日本RIKEN可持續(xù)資源科學(xué)中心的研究人員在植物中發(fā)現(xiàn)了一種基因，可以幫助保護(hù)它們免受過熱。該研究發(fā)表在科學(xué)雜志“植物細(xì)胞”上，研究表明新發(fā)現(xiàn)的基因可以防止在非常高的溫度下發(fā)生葉綠體膜的不穩(wěn)定。
      

      植物如何擊敗熱量
      

      我們都知道在炎熱的炎熱日子里被困在外面會有多么不舒服。現(xiàn)在，想象一下如果你是大豆或番茄植物而沒有任何移動的機(jī)會，那將是多么糟糕。最終你的葉子可能因葉綠體膜損傷而變色，如果你沒有得到任何緩解，你可能會死亡。幸運(yùn)的是，對于植物而言，它們確實(shí)具有抵抗這種壓力的天然防御，這種壓力涉及改變構(gòu)成葉綠體膜的植物脂肪。當(dāng)熱量導(dǎo)致葉綠體膜不穩(wěn)定時，從膜脂中除去多不飽和脂肪酸，這使膜穩(wěn)定。RIKEN的團(tuán)隊(duì)找到了負(fù)責(zé)這一過程的基因，并且由于他們的創(chuàng)新方法，他們很快就這樣做了。
      

      “我們假設(shè)，葉綠體脂質(zhì)的分解將由一些未鑒定的基因控制，這些基因編碼位于葉綠體中的脂肪酶，并由熱應(yīng)激誘導(dǎo)，”第一作者Yasuhiro Higashi解釋道。“我們使用了幾個公共組學(xué)數(shù)據(jù)庫來分離參與熱應(yīng)激反應(yīng)的候選基因，預(yù)測基因在植物中的表達(dá)位置，并在幾種植物物種中找到基因同源物。”
      

      脂肪酶是分解脂質(zhì)的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄組分析鑒定了候選脂肪酶基因，蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)庫能夠通過預(yù)測哪些基因位于葉綠體中來縮小搜索范圍。為了測試最可能的候選基因 - 他們隨后命名為熱誘導(dǎo)脂肪酶1(HIL1) - 他們創(chuàng)造了hil1突變體擬南芥植物，其中基因被破壞，并將突變體對熱應(yīng)激的反應(yīng)與正常植物的反應(yīng)進(jìn)行比較。
      

      他們發(fā)現(xiàn)突變植物對熱更敏感，這意味著他們的病情在極端高溫下比對照植物更加惡化，并且它們的存活率要低得多。更仔細(xì)的檢查顯示突變?nèi)~綠體中的膜重塑被部分破壞，并且并非所有多不飽和脂肪酸都從關(guān)鍵的甘油脂中除去。
      

      這些實(shí)驗(yàn)在植物擬南芥植物中進(jìn)行，擬南芥是植物研究中最常用的植物。該團(tuán)隊(duì)還使用公共微陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行了基因共表達(dá)分析，該數(shù)據(jù)揭示了與幾種植物物種(包括水稻，西紅柿，玉米和大豆)中的HIL1相關(guān)的保守網(wǎng)絡(luò)。“我們有興趣發(fā)現(xiàn)HIL1同源基因在主要作物物種中的功能，”Higashi指出。“我們希望我們對HIL1的了解可能有助于開發(fā)耐熱脅迫的新植物品種，這有助于提高炎熱環(huán)境下的作物產(chǎn)量。”
      

      團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Kazuki Saito也在關(guān)注全局。“對熱量的這種自然反應(yīng)并不新鮮，但了解它的運(yùn)作方式是對抗全球變暖的一步，”他說。“我們的研究肯定有助于聯(lián)合國在2015年制定的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(STG)，特別是目標(biāo)2和13-氣候行動和零饑餓。”
      
			

			
        
      
			
      
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