全球生长最快的植物或能为下一代粮食提供基因组线索

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  据外媒报道,来自索尔克生物研究所Harnessing Plants Initiative的科学家们希望通过解开各种植物物种背后的基因组结构来解决气候变化和粮食安全问题。最近,他们从大家所知生长最快的植物中获取了一些宝贵的经验教训。研究人员通过研究小型水生植物浮萍的遗传基因对浮萍更有利于自身生长的方式有了新的认识,这对优化未来作物可能会是非常有用的。

  浮萍还有一个鲜为人知的名字--Wolffia,其生长在世界各地的淡水环境中,在东南亚部分地区它们还成为了人类的食物。它的特点是没有根,由单一的茎叶结构组成,当植物的子体从母体上脱芽时就会繁殖。每一株浮萍约有针头那么大,它们每天能长出两倍大小,而这引起了来自食品安全领域的科学家们的兴趣。

  然而迄今为止,科学家们还没有找到使Wolffia拥有如此快速生长能力的基因基础。为了解开这个谜,索尔克生物研究所团队在实验室对Wolffia植物在光照/黑暗周期下进行生长。由于大多数植物生长深受光照和黑暗周期的影响,于是研究人员们想到了通过分析Wolffia在这个过程中的基因情况来找出哪些基因在一天不同时刻是处于活跃状态的。

  “令人惊讶的是,跟其他植物相比,Wolffia只有一半的基因受光照/黑暗周期的调控,”论文首席Todd Michael说道,我们认为这就是它增长如此之快的原因。”

  另外研究小组还发现,Wolffia没有其他植物赖以生存的一些关键属性。有些物种拥有发育复杂根系统或抵御宠物的防御系统所需的基因,然而Wolffia没有它们也能生长得很好。

  “这种植物已经脱落了大部分它不需要的基因。它似乎已经演变成了只关注不受控制的快速增长,”Michael说道。

  此外他还表示,科学上的许多进步都要归功于那些非常简单的生物如酵母、细菌和蠕虫,“这里的想法是,我们可以使用像Wolffia这样的绝对最小的植物来理解植物成为植物的基本原理。”

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