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      研究揭示了激素如何增加甘蔗中的蔗糖積累
      
			
      
				2019-06-17 09:43:11
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      化學成熟劑，也稱為生長調節(jié)劑，廣泛用于巴西甘蔗工業(yè)，相對于總質量增加早期蔗糖含量，抑制植物生長，以延長收獲和碾磨，從而提高種植園主的產量和盈利能力。
      

      研究揭示了激素如何增加甘蔗中的蔗糖積累
      

      位于圣保羅州坎皮納斯大學生物學研究所(IB-UNICAMP)的一組研究人員與農學研究所(IAC)和圣保羅大學化學研究所(IQ-USP)的同事合作，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)這些與植物激素類似的物質如何作用于甘蔗的分子水平，以增加植物中的蔗糖儲存量。
      

      描述該研究的文章發(fā)表在Springer Nature旗下的在線期刊Scientific Reports上。
      

      “我們確定了由最廣泛使用的化學成熟劑之一激活的基因，這些基因可能成為未來基因工程操作的目標，以試圖開發(fā)蔗糖含量更高的甘蔗品種，”IB教授Marcelo Menossi說。 -UNICAMP的遺傳學，進化與生物學系以及該項目的首席研究員。
      

      研究人員分析了乙烯利應用于溫室種植的甘蔗品種的分子水平效應。
      

      乙烯利是一種釋放乙烯的化合物，是第一個用于農作物，園藝和林業(yè)物種的作物管理和收獲后品質的生長調節(jié)劑。在甘蔗的情況下，它仍然是最廣泛使用的物質之一，以刺激成熟，增加糖產量，抑制開花，并延長收獲和碾磨季節(jié)。
      

      乙烯利對甘蔗的影響歸因于乙烯，乙烯是一種以參與果實成熟而聞名的植物激素。乙烯利在噴灑后滲透植物時釋放乙烯。
      

      根據(jù)Menossi的說法，乙烯因此被認為是更好地理解從植物生長到甘蔗成熟過渡的調節(jié)的關鍵。
      

      “雖然已知乙烯有助于蔗糖積累，但尚不清楚這種激素的合成和作用如何影響甘蔗成熟，”他說。
      

      為了研究甘蔗在成熟開始前的作用，研究人員將IAC開發(fā)的甘蔗品種與乙烯利和氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)一起噴灑，AVG是一種抑制乙烯生物合成的生長調節(jié)劑。
      

      在用兩種化合物中的一種噴灑植物后五天，并且在32天后(即，在收獲時)再次，他們測量葉和莖組織樣品中的蔗糖含量。
      

      分析表明，化學催熟劑ethephon刺激未成熟節(jié)間的蔗糖積累。用乙烯利處理的植物在收獲時在上部和中部節(jié)間顯示出更高的蔗糖水平。
      

      相比之下，用AVG處理的植物中蔗糖含量下降了42%。
      

      “這些發(fā)現(xiàn)證實了乙烯存在和作用誘導甘蔗成熟的重要性，”Menossi說。
      

      為了評估乙烯在分子水平上的作用，研究人員分析了植物轉錄組，以確定哪些基因在成熟過程中響應乙烯釋放而差異表達。轉錄組是表達的全部信使RNA分子。轉錄組分析使研究人員能夠通過分析整個RNA序列集合來確定每個基因在生物體的細胞和組織中何時何地開啟或關閉。
      

      他們對參與蔗糖代謝調節(jié)的主要酶的轉錄本的分析，結合用乙烯利和AVG噴灑的植物的激素譜，使他們能夠鑒定乙烯靶基因和乙烯在蔗糖積累位點中的作用。此外，他們提出了乙烯與其他激素相互作用的分子模型。
      

      乙烯僅在稈中激活了大量的激素途徑基因。Menossi解釋說，關鍵的激素途徑是精確地與乙烯和脫落酸(甘蔗成熟的另一個因素)以及赤霉素和生長素，影響稈伸長，開花和側芽生長的激素。
      

      “如果你知道成熟劑調節(jié)哪些基因以便植物增加蔗糖積累，你可以通過基因改良甘蔗并開發(fā)出能夠表達更多這些基因的品種，而不需要施用乙烯，”他說。
      

      “此外，有可能鑒定出最高表達這些基因的甘蔗品種，并促進成熟劑的作用，因為有些品種對激素應用反應不佳。”
      
			

			
        
      
			
      
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