在溫暖的溫度下對(duì)抗植物病使食物保持在桌面上
全球關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題是農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的預(yù)期短缺,以滿足人口的穩(wěn)定增長(zhǎng)。密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家們明白,克服由于疾病和惡劣天氣造成的作物損失將是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。
其中一個(gè)最好的歷史例子是愛(ài)爾蘭馬鈴薯饑荒。從1845年開(kāi)始,愛(ài)爾蘭經(jīng)歷了異常涼爽潮濕天氣的“完美風(fēng)暴”,為一種破壞馬鈴薯作物的外來(lái)病原體提供了良好的生長(zhǎng)條件。由于他們的主要食物來(lái)源受到疾病的蹂躪,一百萬(wàn)愛(ài)爾蘭人死于隨后的饑荒。
在溫度計(jì)的另一端,溫度升高也會(huì)造成大量的作物損失。目前的“自然通訊”雜志刊登了天氣變化與植物抵御疾病能力之間的這種重要關(guān)聯(lián)。
在這種情況下,Bethany Huot,MSU細(xì)胞和分子生物學(xué)研究生課程校友和研究的主要作者,想知道植物的防御系統(tǒng)是否受到損害或病原體的毒力是否增強(qiáng)?
答案:兩者兼而有之。
“就像人一樣,植物在壓力環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)更容易生病,”霍特說(shuō),他與大學(xué)植物生物學(xué)杰出教授,霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員,貝爾蒙蒙哥馬利出版了該論文。 ,MSU基金會(huì)教授。“雖然個(gè)別壓力對(duì)植物有害,但它們?cè)诮Y(jié)合時(shí)會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性后果。”
研究人員在遺傳水平上展示了高溫如何削弱植物防御,同時(shí)分別加強(qiáng)細(xì)菌攻擊。
當(dāng)人們發(fā)燒時(shí),他們服用一種水楊酸或SA,通常稱為阿司匹林。植物不必去藥柜,因?yàn)樗麄兡軌蛑谱髯约旱腟A。在華氏73度時(shí),植物可以產(chǎn)生大量的SA來(lái)抵御致病性感染。然而,當(dāng)熱量升至86度以上時(shí),沒(méi)有產(chǎn)生SA,導(dǎo)致植物脆弱。
作者還發(fā)現(xiàn)病原體在高溫下變得更強(qiáng)。然而,無(wú)論病原體是否存在,植物的脆弱性都會(huì)增加。
“由于植物不能再在高溫下生產(chǎn)SA,我們用一種像SA一樣的化學(xué)物質(zhì)噴灑它們,”霍特說(shuō)。“這種處理有效地保護(hù)了植物免受感染;即使細(xì)菌在高溫下毒性更強(qiáng),如果我們給它們不再制造SA,植物也可以對(duì)抗它們。”
霍特補(bǔ)充說(shuō),即使全球氣候問(wèn)題得到解決,環(huán)境總會(huì)出現(xiàn)局部波動(dòng)并對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。
“增加我們對(duì)特定環(huán)境因素如何影響宿主和病原體及其相互作用的理解,可以為制定強(qiáng)大的作物抗性提供策略,”她說(shuō)。“這對(duì)于將食物放在餐桌上非常重要。”
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