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生物科学:水稻衰老调控分子机制被发现
2014-06-25 17:09:24
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化工资讯网整理编辑:梁成真博士(来自中国科学院遗传发育所植物基因组)通过相关研究,首次在科学界阐明了水稻叶片衰老的分子调控机制。由此一发现,人类可显著地延缓水稻叶片衰老,并且延长灌浆时间,以此通过提高水稻的结实率和千粒重的方法,使得水稻产量大大提高。
上述研究成果6月20日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。衰老是生物有机体发育的必经阶段,更是生命体命运走向的关键转折点。植物过早启动衰老进程会对植物正常的营养利用和发育产生不良影响。很多杂交水稻品种存在叶片早衰现象,严重阻碍产量,且破坏灌浆的形成,最终降低稻米品质。理论上推算,有早衰现象的水稻品种在正常生活周期中叶片衰老每推迟一天即可增产2%,生产实践上也可达到1%左右。因此,揭示植物衰老的分子调控机制是农业生产需要迫切解决的重大应用课题。
叶片衰老在很大程度上受植物发育年龄和体内信号因子的调节。脱落酸(ABA) 是植物五大激素之一,在植物衰老时,体内ABA含量急剧升高,被认为是一种重要的衰老促进激素。然而,水稻中ABA合成和信号传导相关基因的突变体并未表现出延迟衰老的表型。因此,人们一直困惑ABA是如何参与调控植物的衰老进程。梁成真通过研究,发现了ABA介导植物衰老信号通路的重要成分OsNAP。OsNAP受到ABA的特异性诱导,通过直接调控叶绿素降解、营养再转运及其它衰老相关基因的表达调控叶片的衰老进程。
人们因为这个研究成果,在理论上对ABA在介导植物衰老机制上提升了理解力,也为水稻(特别是杂交水稻)乃至其它作物在生产上存在的后期早衰问题提供了不错的解决方案。
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