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      新發(fā)現(xiàn)的基因有助于春季開花在重要的草類作物中
      
			
      
				2019-06-18 09:35:24
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      冬天沒(méi)有時(shí)間開花，這就是為什么如此多的植物已經(jīng)進(jìn)化出等待雪融化的能力，然后才將寶貴的資源投入到花朵中。隨著溫暖，更長(zhǎng)的春天到來(lái) - 以及破壞性霜凍的風(fēng)險(xiǎn) - 醒來(lái)開花，需要一個(gè)稱為春化的過(guò)程，其中開花被阻止，直到植物感覺到足夠的寒冷。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究人員已經(jīng)確定了一種基因，可以防止草進(jìn)入開花周期直到季節(jié)合適，這一發(fā)現(xiàn)可以幫助植物育種者和工程師從食物和能源作物中獲得更多。
      

      新發(fā)現(xiàn)的基因有助于春季開花在重要的草類作物中
      

      “對(duì)于許多植物來(lái)說(shuō)，一些品種的小麥就是一個(gè)很好的例子 - 它有利于在秋季建立，但在變冷之前避免開花，”威斯康星大學(xué)麥迪遜生物化學(xué)和遺傳學(xué)教授里克阿馬西諾說(shuō)。“通過(guò)在秋季建立，這些植物可以充分利用春季開放時(shí)生長(zhǎng)季節(jié)的窗口。”
      

      已經(jīng)做了很多工作來(lái)識(shí)別開花過(guò)程中涉及的基因，包括一種名為VRN1的草，它通過(guò)刺激其他基因群進(jìn)入行動(dòng)來(lái)幫助春化球滾動(dòng)。但正是為了讓VRN1受到控制，所以在秋季或冬季溫暖的咒語(yǔ)中不會(huì)發(fā)生開花，直到Amasino，博士后研究員丹尼爾·伍茲和其他人開始將一種叫做Brachypodium或假紫色雀斑的小地中海草通過(guò)虛假來(lái)開始實(shí)驗(yàn)室冰箱的寒冷季節(jié)。
      

      “在許多作物物種中難以獲得復(fù)雜過(guò)程中的遺傳學(xué)，因此我們使用具有緊湊基因組的小植物作為模型來(lái)獲得如何建立春化需求的分子基礎(chǔ)，”第一作者伍茲說(shuō)。該研究于周一(2017年6月5日)發(fā)表在“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。“我們發(fā)現(xiàn)的是一種在冬季之前抑制VRN1基因的基因。”
      

      比較開花前典型的冷到溫轉(zhuǎn)變的短柄草植物的DNA，以及沒(méi)有典型等待的花的突變版本的DNA，研究人員指出他們稱之為RVR1的基因(因?yàn)樗淖饔?壓制VRN1)。
      

      他們懷疑RVR1在需要春化的其他溫帶草中起著同樣的作用，這一群體在我們的生活中發(fā)揮著巨大的作用。
      

      “禾本科植物 - 包括玉米，小麥，燕麥，黑麥和大麥 - 占全球熱量攝入量的80%以上，”伍茲說(shuō)。“在一些國(guó)家，單獨(dú)使用大米的熱量高達(dá)70%。但如果你把我們直接食用的東西和我們賴以生存的動(dòng)物結(jié)合起來(lái)，也會(huì)吃草，很明顯，草會(huì)讓世界四處走動(dòng)。”
      

      雖然新發(fā)現(xiàn)的基因可能會(huì)引起谷物種植者的興趣，但所有這些草卡路里的燃料都超過(guò)了身體，Amasino說(shuō)，他的工作得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部大湖生物能源研究中心(GLBRC)的支持。 )。
      

      柳枝稷作為生產(chǎn)乙醇等生物燃料的原料而備受青睞，并不打算春化。在中西部的上游，它在初夏的月份生長(zhǎng)緩慢，開花。
      

      “我們認(rèn)為從Brachypodium中取出RVR1基因并將其置于柳枝稷中的機(jī)會(huì)很有可能會(huì)延遲柳枝稷開花，”Amasino說(shuō)。“延遲柳枝稷開花到不同程度可能會(huì)影響和提高產(chǎn)量。”
      

      Amasino的實(shí)驗(yàn)室將與GLBRC的研究人員合作開展這項(xiàng)工作，并將繼續(xù)研究適應(yīng)冬季各種溫度和長(zhǎng)度的不同類型的Brachypodium。
      

      “一個(gè)品種是如何進(jìn)化出一個(gè)需要16周感冒的系統(tǒng)?另外一個(gè)是如何在短短兩周的寒冷中發(fā)展的?短冬和長(zhǎng)冬的需求之間的遺傳差異是什么?”阿馬西諾說(shuō)。“禾本科植物是非常重要的作物，這種用于研究開花的模型可以告訴我們很多關(guān)于它們是如何工作的。”
      
			

			
        
      
			
      
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