全球生長最快的植物或能為下一代糧食提供基因組線索
據外媒報導,來自索爾克生物研究所Harnessing Plants Initiative的科學家們希望通過解開各種植物物種背後的基因組結構來解決氣候變化和糧食安全問題。最近,他們從大家所知生長最快的植物中獲取了一些寶貴的經驗教訓。研究人員通過研究小型水生植物浮萍的遺傳基因對浮萍更有利於自身生長的方式有了新的認識,這對優化未來作物可能會是非常有用的。
浮萍還有一個鮮為人知的名字–Wolffia,其生長在世界各地的淡水環境中,在東南亞部分地區它們還成為了人類的食物。它的特點是沒有根,由單一的莖葉結構組成,當植物的子體從母體上脫芽時就會繁殖。每一株浮萍約有針頭那麼大,它們每天能長出兩倍大小,而這引起了來自食品安全領域的科學家們的興趣。
然而迄今為止,科學家們還沒有找到使Wolffia擁有如此快速生長能力的基因基礎。為了解開這個謎,索爾克生物研究所團隊在實驗室對Wolffia植物在光照/黑暗週期下進行生長。由於大多數植物生長深受光照和黑暗週期的影響,於是研究人員們想到了通過分析Wolffia在這個過程中的基因情況來找出哪些基因在一天不同時刻是處於活躍狀態的。
“令人驚訝的是,跟其他植物相比,Wolffia只有一半的基因受光照/黑暗週期的調控,”論文首席Todd Michael說道,我們認為這就是它增長如此之快的原因。”
另外研究小組還發現,Wolffia沒有其他植物賴以生存的一些關鍵屬性。有些物種擁有發育複雜根系統或抵禦寵物的防禦系統所需的基因,然而Wolffia沒有它們也能生長得很好。
“這種植物已經脫落了大部分它不需要的基因。它似乎已經演變成了只關注不受控制的快速增長,”Michael說道。
此外他還表示,科學上的許多進步都要歸功於那些非常簡單的生物如酵母、細菌和蠕蟲,“這裡的想法是,我們可以使用像Wolffia這樣的絕對最小的植物來理解植物成為植物的基本原理。”