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      科學家發(fā)現(xiàn)了基因調(diào)節(jié)因子 可以讓干旱后的植物再水化
      
			
      
				2019-03-09 11:18:39
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      日本RIKEN可持續(xù)資源科學中心的科學家發(fā)現(xiàn)，NGA1蛋白對植物對脫水的正常反應至關重要。該研究發(fā)表在美國國家科學院院刊上，展示了NGA1如何控制一個關鍵基因的轉(zhuǎn)錄，最終使植物在干旱期后能夠存活。
      

      科學家發(fā)現(xiàn)了基因調(diào)節(jié)因子 可以讓干旱后的植物再水化
      

      想象一下當你忘記給植物澆水一兩周時會發(fā)生什么。通常情況下，再次給他們喝水后，他們?nèi)匀粫芎?。這看起來很簡單，但它實際上是一個復雜的生物過程，依賴于一種叫做ABA的植物激素。為了成功補液，ABA必須在脫水的早期階段積累，然后 - 除其他外 - 通過關閉植物葉子中的毛孔來防止水分流失。
      

      雖然科學家們對ABA及其作用了解很多，但他們并不了解ABA如何開始積累以應對脫水壓力。首席科學家Hikaru Sato和他的團隊篩選了一個包含1,670個轉(zhuǎn)基因植物品系的文庫，并進行了一系列實驗來解決這個問題。
      

      團隊使用的篩選方法有點獨特。正如Sato解釋的那樣，“我們使用了一種用嵌合抑制沉默技術創(chuàng)建的植物系列庫。這種特殊技術用于鑒定植物遺傳學中的新型轉(zhuǎn)錄因子。”
      

      尋找具有與ABA缺陷型突變體相似特征的植物，他們發(fā)現(xiàn)了一種植物系，其中NGA與嵌合阻遏物結構域的過表達導致脫水脅迫期間NCED3酶水平降低。這是非常有希望的，因為植物需要NCED3來制備ABA，他們接下來假設NGA是一種轉(zhuǎn)錄因子，可以控制NCED3的產(chǎn)生，并最終控制ABA的生物合成。
      

      事實證明，有一整個NGA蛋白家族，研究小組表明它們都與NCED3基因區(qū)域結合，從而觸發(fā)其轉(zhuǎn)錄。但故事并不那么簡單。該小組為NGA家族的每個成員創(chuàng)造了轉(zhuǎn)基因植物，發(fā)現(xiàn)NGA蛋白天然存在于植物的不同部位，并且在脫水脅迫時表現(xiàn)出不同的表達模式。一些在根部表達，而另一些在葉子中表達。NGA表達的時間也在不同的行之間變化。這意味著它們不太可能以相同的方式響應干旱壓力。
      

      為了確定哪種NGA蛋白質(zhì)對于天然ABA合成是重要的，他們?yōu)槊糠N蛋白質(zhì)創(chuàng)建了敲除突變體。當有水時，所有植物都能正常生長。在扣留水直至植物枯萎后，NGA1突變體保持干燥并且不能通過再水化復蘇。所有其他突變體都可以再水化。
      

      提高耐旱性是植物科學家的首要任務。“一些研究表明，提高ABA水平可以提高植物的耐旱性，”佐藤指出。“我們發(fā)現(xiàn)NGA1對于ABA生物合成是必需的，因此可能有助于開發(fā)增加干旱脅迫耐受性的新途徑。”
      

      當然，所有實驗都會帶來更多問題。佐藤和他的團隊的下一步是找出干旱壓力如何導致NGA1水平增加。
      
			

			
        
      
			
      
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